Diseo y calculo estructural mediante el mtodo de

Diseño y calculo estructural mediante el método de los elementos finitos de un sistema de vibrato para guitarra de 6 cuerdas FCO. JA VIER FERNÁNDEZ SO RIANO GRA DO EN INGENIERÍA MEC ÁNICA TUT OR : ENR IQU E NADAL S ORIANO

1 - Introducción Ø Técnica del Vibrato Ø Historia ØDesarrollado en 1929: Kauffman ØPopularizado durante los años 50 Ø Fender Ø Bigsby Ø Floyd Rose Ø Etc. ØFallos relacionado con la estabilidad ØObjetivo del proyecto Ø Desarrollar una alternativa Ø Solucionar los problemas de los diseños actuales 1

2 – Condiciones de diseño ØMovimiento paralelo a la superficie ØBarra de entrada con movimiento circular perpendicular a la superficie ØFlotante ØRango adaptable ØMinimizar el numero de piezas ØMinimizar el tamaño del conjunto 2

3 – Proceso de diseño 1º Desarrollo geométrico inicial Accionamientos Guiado Sistema elástico Ø Ø B-M-D Par horquilla Engranajes leva Estudio de las fuerzas implicadas. Cuerdas y muelles Estudio del comportamiento dinámico 2º Análisis estructural del modelo estático y fatiga mediante Elementos Finitos Validación de los resultados Corrección de la geometría y análisis de los cambios 3º Estudio de los elementos constructivos 3

4 – Geometría inicial 4

5 – Estudio de las fuerzas Muelles y Cuerdas ØDefinición como muelles de tracción ØExperimento Acústico-estructural ØMediante estadística se obtiene la rigidez lineal de cada cuerda Muelles ØLos muelles contrarrestan la fuerza de las cuerdas ØMuelles escogidos de catálogo ØGran número de resortes comerciales validos Øobtención de la K media para continuar el análisis 5

6 – Estudio del comportamiento dinámico Funcionamiento horario – Destensado Puntos críticos: Ø Fuerza máxima en la barra 17 grados Ø Fuerza máxima en los muelles 30 grados Funcionamiento antihorario – Tensado Dos fases en el comportamiento Puntos críticos: Ø Fuerza máxima en la barra 14 grados Ø Fuerza máxima en los muelles 30 grados 6

7 – Cálculo por elementos finitos 7. 1 – Cálculo estático Acero inoxidable 304 Caso de cargas 2 7

7 – Cálculo por elementos finitos 7. 1 – Cálculo estático Aluminio 6061 T 6 Caso de cargas 1 Detalle de la unión 8

7 – Cálculo por elementos finitos 7. 1 – Cálculo estático Aluminio 6061 T 6 Caso de cargas 4 9

7 – Cálculo por elementos finitos 7. 1 – Cálculo estático Aluminio 6061 T 6 Caso de cargas 2 10

7 – Cálculo por elementos finitos 7. 2 – Cambios geométricos 11

7 – Cálculo por elementos finitos 7. 3 – Cálculo de fatiga Estudio de las piezas a lo largo de su vida útil El estudio a fatiga depende de: Ø Correctores estadísticos Ø Número de ciclos Ø Variación de las cargas Ø Características del material Método de las tensiones estáticas equivalentes. Criterio de Soderberg Puntos críticos para cada material Pieza Coeficiente de seguridad a fatiga Leva 1, 534 Barra 0, 927 12

7 – Cálculo por elementos finitos 7. 3 – Cálculo de fatiga Cambio en la geometría para validar el diseño a fatiga Pieza Coeficiente de seguridad a fatiga Barra 1, 876 13

8 – Elementos constructivos Rodamientos Ø Rodamientos de aguja Ø Serie 0810 Uniones 14

8 – Elementos constructivos Áreas de contacto: Ø Estructura Ø Puente Cojinetes de fricción lineal Ø Fusible Ø Bronce grafitado Muelles adicionales 15

9 – Conclusión Diseño final Objetivos de diseño Ø Movimiento Ø Barra Ø Flotante Ø Rango Ø Tamaño y piezas Futuro: Ø Aplicación a otros instrumentos Ø Comercialización: Torres music 16

Gracias por su atención