BARANDA DE SEGURIDAD TUBULAR PARA PLATAFORMAS 1100mm x 1450mm EN ACERO GALVANIZADO Validación Estructural mediante FEM Realizado por: DRYICEBLASTING SAS CONTENIDO: 1. OBJETIVO 2. TECNOLOGIA 3. CRITERIO DE FALLA 4. MALLADO 5. MATERIAL 6. CARGAS Y RESTRICCIONES 7. FACTOR DE SEGURIDAD 8. ANALISIS DE TENSIONES 9. DEFORMACION 10. PROPIEDADES DEL ESTUDIO 11. CONCLUSION Y RECOMENDACIONES 1 1. OBJETIVO Presentar un analisis de elementos finitos (F.E.M.) con el desempeño structural de la baranda tubular, bajo las condiciones de trabajo estipuladas según la resolución 1419 de 2012 del Reglamento de seguridad de protección contra caidas en trabajo en altura. Una carga de 90,8Kg fuerza en el punto medio de su pasamano, sin que la baranda sufra deformacion y/o rotura resultantes del esfuerzo. 2. TECNOLOGÍA Para calcular y procesar los resultados del análisis estructural se utilizó el método de Elementos Finitos. La tecnología que permitió la realización de los mismos proviene de los programas SOLID EDGE y NX‐NASTRAN de SIEMENS. 3. CRITERIO DE FALLA La tensión de Von Mises es una magnitud física proporcional a la energía de distorsión. En ingeniería estructural se usa en el contexto de las teorías de fallo como indicador de un buen diseño para materiales dúctiles. 4. MALLADO Mallado tipo tetraédrico para cuerpos o elementos sólidos (tipo CTETRA) Tipo de mallado Tetraédrico Número total de cuerpos mallados Número total de elementos Número total de nodos Tamaño subjetivo de malla (1‐10) 1 47.087 95.241 10 2 5. MATERIAL El material utilizado para el modelo es ASTM A500 GRADO C proveniente de suministro de especificaciones tecnicas de tubos estructurales del proveedor. Propiedad Valor Densidad Coeficiente de expansión térmica Conductividad térmica Calor específico Módulo de elasticidad Coeficiente de Poisson Límite elástico Tensión de rotura % de elongación 7833,000 kg/m^3 0,0000 /C 0,032 kW/m‐C 481,000 J/kg‐C 199947,953 MPa 0,290 345,000 MPa 450,000 MPa 0,000 6. CARGAS Y RESTRICCIONES 6.1. CARGA Se aplica una carga puntual sobre el punto medio de la cara del travesaño o pasamanos de 90,8Kgf (908000mN) 3 6.2. RESTRICCIÓN Se fijan las caras de las huellas como fijas teniendo en cuenta que estas serán soldadas al equipo o estructura Nombre de restricción Tipo de restricción Grados de libertad Fijo 1 Fijo GRADOS DE LIBERTAD DISPONIBLES: Ninguno 4 7. FACTOR DE SEGURIDAD Extensión Mínima Máxima Componente resultante: Factor de seguridad Valor X Y Z 1,23 ‐719,297 mm ‐15,764 mm ‐924,421 mm 1,76e+06 675,000 mm 50,000 mm ‐1055,421 mm 5 8. TENSIÓN A continuación, se presentan dos resultados de gran importancia para la validación de la simulación. La tensión de Von Mises nos muestra la relación entre la deformación y la tensión sobre cada punto superficial en toda la extensión de la geometría de la pieza. Extensión Mínima Máxima Valor Componente resultante: Von Mises X Y Z 0,000196 MPa 675,000 mm 50,000 mm ‐1055,421 mm 280 MPa ‐719,297 mm ‐15,764 mm ‐924,421 mm 6 9. DEFORMACION A continuación, se presentan los resultados de desplazamiento de la geometría de la pieza durante la máxima tensión generada por la carga. 10. PROPIEDADES DEL ESTUDIO Propiedad del estudio Valor Nombre del estudio Tipo de estudio Tipo de mallado Solucionador iterativo Verificación de geometría de NX Nastran Línea de comandos de NX Nastran Opciones de estudio de NX Nastran Opciones generadas de NX Nastran Opciones predeterminadas de NX Nastran Opción de sólo resultados de superficie Estudio estático 1 Estático lineal Tetraédrico Activado Activado Activado Activado Activado 7 11. CONCLUSION Y RECOMENDACIONES La rejilla baranda soporta la carga sin llegar al limite de la deformación elastica. Los resultados generados por el software deben ser llevados a la práctica apoyados en el criterio y la experiencia del receptor del informe y sirven como una guía muy precisa para la predicción de fallas y deformaciones en la estructura analizada. El programa SOLID EDGE – NASTRAN asume que la estructura analizada es totalmente monolitica, sin porosidades, grietas ni defectos en la composición de los materiales utilizados, por tal razón es recomendable que los procesos de fabricación sean realizados por personal capacitado y que se tomen las medidas adecuadas para el control de la calidad de los procesos de soldadura con los que se fabricará la baranda. Se recomienda que toda perforación o desbaste sea realizado con un proceso mecánico, ya sea taladrado, fresado o pulido. No se recomienda el uso de oxicorte para la realización de agujeros o remoción de rebaba ya que esto afectaría las propiedades del material. 8
