Tema I: Fundamentos del diseño mecánico

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Tema I: Fundamentos del diseño mecánico por Mind Map: Tema I: Fundamentos del diseño mecánico

1. El diseño

1.1. Proceso iterativo con muchas fases interactivas

1.1.1. Primero se aborda la naturaleza del diseño en general

1.1.2. Luego el diseño en la ingeniería mecánica en particular

1.2. Aspectos de incertidumbre

1.2.1. Factor de diseño

1.2.2. Factor de seguridad

1.2.3. Enfoque estádistico

1.2.3.1. Se refiere a la confiabilidad del diseño y necesita buenos datos estadísticos

1.3. Existen otras consideraciones que incluyen las dimensiones y las tolerancias, unidades y cálculos

1.4. Diseñar es formular un plan para satisfacer una necesidad específica o resolver un problema

1.4.1. El producto debe ser funcional, seguro, confiable, competitivo, útil, quepueda fabricarse y comercializarse

2. El diseño en la ingeniería mecánica

2.1. Los ingenieros mecánicos están relacionados con la producción y el procesamiento de energía y con el suministro de los medios de producción, las herramientas de transporte y las técnicas de automización

2.2. Ejemplos de diseño:

2.2.1. de máquinas

2.2.2. de elementos de máquinas

2.2.3. de componentes de máquinas

2.2.4. de sistemas

2.2.5. de potencia hidráulica

3. Fases e interacciones del proceso de diseño

3.1. Comienza con la identificación de una necesidad y decisión de hacer algo al respecto

3.2. Sigue la definición del problema

3.3. Síntesis

3.3.1. Algunas veces, a la sintésis de un esquema que conecta con elementos posibles del sistema se le llama diseño del concepto

3.4. Análisis y optimización

3.4.1. Se revisa, se mejora o se desecha

3.4.2. Los que cuentan con potencial se optimizan para determinar el mejor desempeño

3.4.3. Requieren que se costruyan modelos abstractos de análisis matemático

3.5. Evaluación

3.5.1. Representa la prueba final del diseño

3.5.2. Implica pruebas en el laboratorio

3.5.2.1. Aquí se desea descubrir si el diseño satisface las necesidades

3.6. Y por último, la presentación

3.6.1. Es la comunicación de los resultados a otros

4. Herramientas y recursos de diseño

4.1. Computadoras

4.1.1. Software

4.2. Libros

4.3. Catálogos de fabricantes

4.4. Internet

4.5. Fuentes gubernamentales

4.5.1. Comercio

4.5.2. Energía

4.5.3. Transporte

5. Responsabilidades profesionales del ingeniero de diseño

5.1. Entender el problema

5.1.1. La definición del problema es el paso más significativo en el proceso de diseño

5.2. Identificar la información conocida

5.2.1. Describir en forma concisa qué información es conocida y relevante

5.3. Identificar la información desconocida y formular la estrategia de solución

5.4. Establecer todos los supuestos y todas las decisiones

5.4.1. Elección de materiales y los tratamientos térmicos: exigen tomar decisiones, analizar e identificar los supuestos relacionados

5.5. Analizar el problema, usando una estrategia de solución

5.6. Evaluar la solución

5.7. Presentar la solución

6. Normas y códigos

6.1. Norma: Conjunto de especificaciones para partes, materiales o procesos establecidos a fin de lograr uniformidad, eficiencia y cantidad especificadas

6.2. Código: conjunto de especificaciones para analizar, diseñar, manufacturar y construir algo

6.2.1. El propósito consiste en lograr un grado específico de seguridad, eficiencia y desempeño o calidad

7. Economía

7.1. Tamaño estándar

7.1.1. Principio fundmental de la reducción del costo

7.2. Tolerancias amplias

7.2.1. Influyen en la factibilidad de fabricación

7.3. Puntos de equilibrio

7.3.1. Cuando se compara el costo de dos o más enfoques de diseño, la elección depende de un conjunto de condiciones

7.3.1.1. Cantidad de producción

7.3.1.2. Velocidad en las líneas de ensamble

8. Seguridad y responsabilidad

8.1. En EUA, prevalce el concepto de la responsabilidad legal estricta

8.1.1. Dispone que l fabricante de un artículo es legalmente responsable por cualquier daño o prejuicio que provoque debido a un defecto

9. Esfuerzo y resistencia

9.1. El producto debe permitir que la resistencia exceda al esfuerzo por un margen suficiente

9.1.1. De esta manera, la falla no es frecuente

10. Incertidumbre

10.1. Composición del material y el efecto de las variaciones en las propiedades

10.2. Variaciones de las propiedades de lugar a lugar dentro de una barra de material

10.3. Efecto del procesamiento local en las propiedades

10.4. Efecto de ensambles cercanos

10.5. Efecto de la corrosión

10.6. Efecto del desgaste

11. Factor de diseño y factor de seguridad

11.1. Un enfoque general del problema de la carga permisible contra la carga de pérdida de función es el método del factor de diseño determinístico

11.2. El método de confiabilidad de diseño

11.2.1. La tarea del diseñador consiste en hacer una selección sensata de materiales, procesos y dimensiones para lograr un objetivo específico de confiabilidad

12. Dimensiones y tolerancias

12.1. Tamaño nominal

12.1.1. Tamaño pata designar un elemnento

12.2. Límites

12.2.1. Dimensiones máximas y mínimas establecidas

12.3. Tolerancia

12.3.1. Diferencia entre los dos límites

12.4. Tolerancia bilateral

12.4.1. Variación en ambas direcciones a partir de la dimensión básica

12.5. Tolerancia unilateral

12.5.1. Dimensión básica que se toma como uno de los límites, de lo cual se permite una variación sólo en una dirección

12.6. Holgura

12.6.1. Se refiere al acoplamiento de partes cilíndricas como un perno y un agujero

12.6.1.1. Solo se emplea cuando el diámetro del elemento interno es menor que el del externo

12.7. Interferencia

12.7.1. Es lo opuesto de la holgura

12.7.1.1. Para el acoplamiento de partes cilíndricas, donde el elemento interno es mayor que el elemento externo

12.8. Margen

12.8.1. Holgura mínima o la interferencia máxima establecida para partes ensambladas

13. Unidades

13.1. Sistema gravitacional de unidades

13.1.1. Fuerza

13.1.1.1. La masa es una unidad derivada

13.1.2. Longitud

13.1.3. Tiempo

13.2. Sistema absoluto de unidades

13.2.1. Masa

13.2.1.1. La fuerza es la unidad derivada

13.2.2. Longitud

13.2.3. Tiempo

14. Cálculos y cifras significativas

14.1. En ingeniería se necesitan tres de las cuatro cifras significativas para tener exactitud