Abstract:
La máquina para ejercicios de fuerza con estructura de bambú, se construirá partiendo
de una investigación previa, esto para mejorar la toma de decisiones, definición de requisitos y asegurar el funcionamiento ideal de la máquina.
Se visitó varios gimnasios de la ciudad de Guatemala, esto para analizar el funcionamiento
de máquinas para ejercicios de fuerza con sistemas de poleas. Este análisis de máquinas ayudó a diseñar la estructura de bambú.
Se investigó la manera correcta de cortar el bambú, su secado y almacenamiento, preservación, especies cultivadas en Guatemala, propiedades mecánicas y conexiones. Con esta información, se procedió a realizar cálculos de esfuerzo y modelar el análisis de elementos finitos, esto para determinar si es viable construir la máquina.
El análisis del armazón, determinó los valores de las reacciones en sus nodos. Para esto,
el sistema se desarmó en elementos individuales para su análisis. Las reacciones más criticas fueron Ry1 = 1, 293.33N, By = −921.35N y Rx2 = −629.34N.
Para determinar el valor del momento flector, fuerza cortante y fuerza axial, se modeló
la máquina como un pórtico. Se añadieron dos nodos al sistema para poder realizar correctamente el análisis. Así, obteniendo valores críticos de momento flector = 400.18N·m, fuerza cortante = 629.34N y fuerza axial = −1, 737.93N.
Con los valores críticos de momento flector, fuerza cortante y fuerza axial, se prosiguió a
calcular el esfuerzo que estos realizan en la estructura y el factor de seguridad para cada uno de estos. El esfuerzo de flexión dio como resultado 25.94 MPa con un factor de seguridad de 8.94, el esfuerzo cortante obtuvo el valor de 1.26 MPa y 7.11 como factor de seguridad, por último, el esfuerzo de compresión, este dio como resultado 1.74 MPa y factor de seguridad de 6.36.
Como último paso, se realizó un análisis de elementos finitos, se modificó el sistema para
poder modelarlo en el software. Se obtuvo un mallado de 0.25, esfuerzo equivalente de 19.6 MPa y un factor de seguridad de 11.87.
(A)
