07-1-Introducción
Clases Prev Mm >> > 7a - Clase
ANALSIS CINEMATICO Y DINAMICO DE MECANISMOS PLANOS
INTRODUCCION
En esta sección comenzamos a hablar del MODULO 4 de la asignatura, en el que se e desarrolla y se aplica un método de análisis cinemático y dinámico de mecanismos totalmente basado en la utilización del ordenador y con muy pocas limitaciones en cuanto al tipo de problema que puede resolverse, abarcando tanto las máquinas o mecanismos que poseen movimiento plano como las que poseen movimiento en el espacio. Se suponen conocidos los fundamentos de la Teoría de Mecanismos y Máquinas que se han presentado en módulos previos. Tras la realización de las actividades prácticas que se proponen, el alumno debería saber utilizar este método sistemático de planteamiento de las ecuaciones en las que se basa el análisis cinemático y dinámico de mecanismos a cualquier sistema mecánico que tuviera que estudiar por razones profesionales.
Todo el contenido teórico del módulo 4 ha sido seleccionado del libro del Prof. Haug titulado “Computer Aided Kinematics and Dynamics of Mechanical Systems: Basic Methods”, profesor de la Universidad de Iowa, cuando lo publicó. En esta sección se define el concepto de sistema mecánico, se recuerda el tipo de ecuaciones que se obtienen al estudiar el movimiento y las fuerzas que lo producen en los sistemas mecánicos. Se insiste sobre las no linealidades que aparecen, comentándose a continuación los tres tipos de análisis básicos que es posible realizar con este tipo de sistemas. Se recuerda el concepto de análisis cinemático, como aquel que se basa en el estudio del movimiento independientemente de las fuerzas que lo producen, indicando que para resolver el problema de posición es necesario solucionar un sistema de ecuaciones algebraico no lineal, siendo lineales los sistemas que se plantean para los problemas de velocidad y aceleración. A continuación se recuerda el concepto de análisis dinámico (directo), como el que estudia tanto el movimiento y las fuerzas que lo producen, y se recuerda que para llevarlo a cabo es necesario resolver o un sistema de ecuaciones diferenciales si se plantea utilizando coordenadas independientes; o un sistema mixto de ecuaciones diferenciales y algebraicas, si se utiliza, por ejemplo, coordenadas cartesianas dependientes, tal y como se hará en esta asignatura. Se recuerda que el denominado problema de configuración equilibrio es un caso especial de análisis dinámico. Se recuerda en que consiste en análisis dinámico inverso. Por último, se comentan los tipos de fuerzas de fuerzas que se deberían considerar en esta asignatura, que en entre otras van a ser la fuerza de la gravedad, y las fuerzas que provocan elementos mecánicos tales como los muelles y los amortiguadores. Fuerzas todas ellas con las que tomó contacto en asignaturas previas.
PROGRAMA ADAMS y PROGRAMA DADS – PRECURSOR DEL MECHANICAL SYSTEM PACK (“MECHANICA”)
Al mismo tiempo que se publicaba el libro del Prof. Haug, 1989, en la Universidad de Iowa se desarrolló el programa DADS. El libro y el programa mencionados son la base de la aplicación de Mathematica que utilizamos en las actividades y que denominamos “Mechanica”, pero que en realidad se denomina “Mechanical Systems Pack”. En los PDFs facilitados se habla del otro programa de este tipo, previo al DADS, el denominado ADAMS, que es el que utilizamos en las actividades previas bajo la denominación comercial de “COSMOS MOTION”.
APLICACIONES TIPICAS DE LOS PROGRAMAS DE SIMULACION
En el documento PDF adjunto se hace una revisión de algunas aplicaciones típicas que se considerarán durante la asignatura. Se recuerda que el mecanismo deslizadera manivela, ya conocido, lo podemos encontrar en un motor de explosión de 8 cilindros en V, en una punzonadora, en un mecanismo regulador de bolas, realizando una descripción pormenorizada de todos estos sistemas mecánicos. Seguidamente se habla del mecanismo cuadrilátero articulado, también conocido, y se indica que lo podemos encontrar en la suspensión trasera de un vehículo industrial, en los limpiaparabrisas de los automóviles, y en determinados sistemas de manutención y almacenaje. De nuevo se describen con detalle todos estos sistemas. A continuación se habla de otros dispositivos mecánicos, ya conocido, comúnmente encontrado en los sistemas mecánicos, como son los engranajes. Seguidamente se habla de mecanismos más complicados como son los mecanismos de retorno rápido, también conocidos. Se presenta el robot industrial y se comentan algunas características generales del mismo. Por último se comentan aspectos interesantes relacionados con los sistemas se suspensión de los automóviles. Se indica que durante la asignatura se tendrá ocasión de tratar con todos estos sistemas resolviendo numéricamente algunos problemas relacionados con ellos.