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Esqueleto de aluminio

La estructura consiste básicamente en cuatro brazos en cruz, hechos con varillas en forma de U. Las cuatro varillas se unen atornilladas o soldadas en el centro de un circulo con recortes. El material utilizado en ambos casos es una aleación de aluminio con manganeso, concretamente Al-3003.

Dimensiones y masa:
  • Circulo de 25.8 cm de diametro (Radio interior de una caja de DVD's/CD's). 80 gr
  • Varillas de 24 cm x 1 cm x 1 cm. 4*25 gr = 100 gr

Hemos modelado la estructura en 3D con el programa Solid Works 2011. El objetivo es realizar una simulación en situaciones extremas (con sujeciones y una gran fuerza por parte de los motores) para comprobar que la estructura no sufrirá ningún daño.

Nota: Son 240mm pero para realizar la simulación correctamente tuvimos que quitar un mm.

Sometemos la estructura a una fuerza de 5N (Dirección Y positivo) en cada punta de los brazos y 4N de peso (Direccion Y Negativo). Además sujetamos la estructura en el centro y en el borde del circulo para ver los resultados extremos ya que la situación más dura (Aparte de un accidente) que se va a encontrar la estructura es la de estar sujeta. La sujeción evitaría que se moviera ejerciendo una fuerza en sentido opuesto a la que la estructura haría a la sujeción, poniendo así en peligro nuestra estructura.

  • Sujetando el borde de la pieza circular:





    Observaciones:
    1. La estructura no tendrá deformaciones plásticas ya que el máximo valor de tensión que aparece es inferior al limite elástico. Todas las deformaciones serán elásticas, esto es algo realmente alentador.
    2. La parte que mas sufre es la que sale pintada de rojo en la figura 2, aunque siempre inferior al limite elástico. Habrá que tenerlo en cuenta por efecto de fatiga.
    3. Hay partes de la pieza central que no tienen tensiones internas, lo que quiere decir que, sin ellas la pieza se comportaría de manera muy parecida. Las recortaremos para ahorrar peso :D.

  • Sujetando por el centro:



    Observaciones:

    1. No hay deformaciones plásticas
    2. Zona susceptible de fatiga marcada de rojo.
    3. Efectivamente, la zona central tiene muy pocas tensiones internas por lo que se podrá eliminar material.

Conclusiones:
  • En el punto más extremo, la estructura se muestra elástica y resistente.
  • El peso es de 180 gr sin recortar la parte central, cuando recortemos el sobrante material, será de unos 150 gr
  • El centro de masa se encuentra en el centro de la pieza.


Simulación de la estructura recortada:


Sigue siendo elástica totalmente.


NOTA: No hay simulaciones de accidentes porque el Quadruino nunca tendrá uno :D. Si esta circunstancia cambiara, subiríamos vídeos de la simulación real :D.
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