Predicción de esfuerzos residuales y deformaciones resultantes en partes moldeadas por inyección mediante análisis numérico
| Autor: | Estrella-Guayasamín, Marcelo Xavier |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Figueroa López, Ulises, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Elías Espinosa, Milton Carlos, Cárdenas Fuentes, Diego Ernesto, García Farrera, Brenda, Guevara-Morales, Andrea, Campus Estado de México |
| Jazyk: | Spanish; Castilian |
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey ITESM Repositorio Institucional del Tecnológico de Monterrey |
| Popis: | https://orcid.org/0000-0001-7297-702X Actualmente, el moldeo por inyección es en uno de los procesos de fabricación más importantes para la producción en masa de productos termoplásticos. Sin embargo, las altas temperaturas y presiones que intervienen en el proceso, pueden generar esfuerzos residuales causando deformaciones en el producto final una vez que se desmolda. Los altos estándares de calidad que el sector manufacturero demanda, ha generado el interés de predecir los efectos de los esfuerzos residuales en las etapas de diseño, con el fin de controlar su efecto en la geometría y desempeño fi nal del producto. Por esta razón, el presente estudio plantea una metodología de estimación de los esfuerzos residuales inducidos por velocidad, presión y temperatura, generados durante las etapas de llenado, sostenimiento y enfriamiento del moldeo por inyección. Este proceso se desarrolló en la plataforma Ansys Workbench con sus módulos de dinámica de fluidos computacionales Fluent y análisis estructural. El modelo de simulación contempló las propiedades reológicas, termo-dependientes y viscoelásticas del material; como también, el efecto de la cristalización del polímero. Los esfuerzos térmicos fueron estimados mediante la implementación del concepto de campo de temperatura residual, que describe la relación entre el historial térmico del polímero y la deformación generada. Este mismo enfoque se extiende a la variable de presión, donde se aprovecha para su cálculo, los contornos de integración ya utilizadas para el campo de temperatura residual. Por otra parte, los esfuerzos residuales inducidos por flujo se estimaron utilizando el concepto de trayectorias de velocidad, que considera los fenómenos de relajación por tensión no-isotérmica durante la etapa de enfriamiento a partir de la cinemática de un fluido newtoniano generalizado obtenida durante la etapa de llenado. Los resultados obtenidos de la simulación se validaron mediante pruebas experimentales, para lo cual se elaboraron placas rectangulares mediante moldeo por inyección, en condiciones de enfriamiento simétricas y asimétricas. Los valores de deflexión se midieron usando herramientas de procesamiento de imágenes y metrología tradicional asistida por una máquina de control numérico. Los resultados simulados y experimentales presentaron errores promedio en un rango de 7.5 - 10.8% . Doctor en Ciencias de Ingeniería |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|