Principio DE Superposición DE Fuerzas Sobre Mecanismos PDF

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PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN DE FUERZAS SOBRE MECANISMOS. INTRODUCCION: Se estudiarán mecanismos planos, por lo tanto, las fuerzas estarán contenidas en el plano del movimiento. En este apartado se va a realizar un análisis dinámico inverso, es decir se supone conocida la cinemática del mecanismo, aceleraciones de los centros de gravedad y aceleraciones angulares de todos los eslabones y se debe determinar las fuerzas y momentos a aplicar para que se produzcan las aceleraciones previstas. También se determinarán las fuerzas de restricción que aparecerán en los pares de unión de los eslabones. En los problemas de dinámica inversa se cumplen que las fuerzas y momentos que se deben aplicar a un mecanismo para que tenga una determinada cinemática son iguales a las sumas de fuerzas y de momentos que se deben aplicar para todos los casos, suponiendo que en cada caso solamente tenga masa un eslabón. El principio de superposición se ilustra en la figura 1.

Figura 1 principio de superposición. METODO DE SUPERPOSICIÓN En el método de superposición, se realiza un análisis por separado de cada eslabón móvil que compone al mecanismo, considerando las fuerzas de inercia, externas y los momentos de torsión que actúan sobre cada eslabón, por lo tanto, un mecanismo que tiene n eslabones móviles requiere n análisis separados, los resultados de estos análisis se suman después para determinar las fuerzas y los momentos de torsión totales para el mecanismo. Existen dos variantes para este método los cuales tienen un amplio uso:  

Cuando se hace uso de las fuerzas internas y del momento de torsión directamente, más apropiado para un desarrollo analítico. Cuando el problema se resuelve de una forma gráfica, en el cual se elimina la necesidad de considerar el momento de torsión, desplazando la fuerza de inercia a una distancia e (o excentricidad).

El principio de la superposición se puede usar en el análisis de fuerzas de un cuerpo rígido en el equilibrio estático, en el cual se establece que se puede determinar un efecto resultante a partir de la suma de varios efectos que son equivalentes al efecto total. Mediante este método, un mecanismo de eslabones articulados sobre el cual actúan varias fuerzas se puede analizar fácilmente determinando el efecto de estas fuerzas una

por una, después se suman los resultados de los análisis parciales de las fuerzas únicas, para dar las fuerzas totales que actúan sobre cada junta del mecanismo. Para comprender mejor el método de superposición se resolverá el siguiente problema: Se desea determinar las fuerzas que soporta cada eslabón, así como el momento de torsión sobre la flecha de entrada del mecanismo que se muestra en la figura 2.

Figura 2 mecanismo de 4 eslabones. Se parte de un análisis cinemático previo, del cual se obtuvieron los siguientes datos: W 3=4.91

rad s

(sentido contrario de las manecillas del reloj)

W 4 =7.82

rad s

(sentido contrario de las manecillas del reloj)

α 3=241

rad s2

α 4=−129

(sentido contrario de las manecillas del reloj)

rad s2

(sentido de las manecillas del reloj)

I 3 =0.006 Nm s2 I 4=0.026 Nm s2 m 3=4 Kg m 4=8 Kg a A =144

m...