Análisis del diseño y optimización de un arado de vertedera de cinco brazos

Laguia Pérez, Alberto
Malón Litago, Hugo (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2016
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Ingeniería Mecánica

Graduado en Ingeniería Mecánica

Resumen: El presente trabajo de fin de grado analiza las tensiones y desplazamientos a las que está sometido un arado de vertedera de cinco brazos con capacidad para variar su anchura, mediante técnicas numéricas basadas en el Método de Elementos Finitos. El software empleado es SOLIDWORKS 2015. Para ello se han determinado los esfuerzos a los que está sometido dicho apero en función de la velocidad, profundidad, anchura de trabajo y tipo de suelo. Una vez obtenidos estos esfuerzos, se ha procedido al análisis de un arado de vertedera existente en la actualidad, según criterios de rigidez y resistencia. La metodología seguida ha consistido en medir todos los componentes estructurales del arado, para posteriormente proceder a su modelado en 3D mediante el software SOLIDWORKS 2015. Una vez determinados los esfuerzos a los que están sometidos este tipo de aperos, se han realizado los diferentes estudios en función de la velocidad, profundidad, anchura de trabajo y tipo de suelo. Con respecto a los estudios, se han realizado dos estudios para el voladizo (anchura máxima y anchura mínima), seis estudios del apero en condiciones de trabajo con anchura máxima (tres estudios para velocidad media y tres para velocidad máxima recomendable) y otros seis estudios del apero en condiciones de trabajo con anchura mínima (tres estudios para velocidad media y tres para velocidad máxima recomendable). Tras determinar las tensiones y desplazamientos a los que está sometido el apero, se ha procedido a calcular los factores de seguridad, para saber cuáles son los componentes más afectados y en qué condiciones se producen. La optimización se he llevado a cabo en los componentes, o partes de los componentes con un factor de seguridad menor que tres. Las optimizaciones que se han realizado han sido variaciones en el espesor, cambios en el material para aumentar su límite elástico, introducción de nuevos componentes para disminuir la tensión y suavizado de zonas con concentradores de tensiones. Una vez finalizado el modelado de las diferentes optimizaciones, se han vuelto a determinar las tensiones y desplazamientos, utilizando tablas comparativas entre el modelo sin optimizar y el modelo optimizado.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado