Determinación de esfuerzos utilizando una vinculación entre los métodos de elementos finitos y elementos discretos actuantes en un cucharón de pala hidráulica

Resumen

El presente trabajo de investigación se enfoca en la determinación de esfuerzos en la zona de cucharón de una pala hidráulica Hitachi EX5600-6 en condiciones de operación para un proyecto minero, utilizando una vinculación entre el método de elementos discretos y elementos finitos. Se espera conocer las zonas donde se deben aplicar refuerzos, incrementando la vida útil del equipo. El método de elementos discretos se aplicó mediante simulaciones en el software Rocky-DEM. Se obtuvo la fuerza ejercida por el cucharón al realizar el carguío de las partículas de roca; introduciendo las propiedades físicas de los cuerpos en contacto. Este resultado se verificó mediante una comparación con una fuerza de carguío calculada matemáticamente utilizando el modelo FEE clásico (Fundamental Earth Moving Equation). El resultado de las simulaciones del Rocky-DEM, arrojaron una fuerza de excavación real promedio de 300kN, mientras que la fuerza analítica calculada fue de 296kN, obteniendo una precisión del 98% con respecto a este factor operativo. El resultado de la simulación se introdujo al software ANSYS, que utiliza el método de elementos finitos, obteniendo los esfuerzos actuantes en el cucharón. La ubicación de estos esfuerzos se validó mediante la comparación con el historial de refuerzos aplicados al cucharón. Con el fin de facilitar la validación, se dividió el cucharón en secciones, implementando posteriormente un fraccionamiento porcentual de esfuerzos y refuerzos conforme al área total de cada sección; encontrando una coincidencia porcentual más baja de 67% y la más alta de 95%, validando la ubicación de los refuerzos aplicados al cucharón previamente al estudio realizado.

Fecha de lectura	2020
Idioma original	Español (Perú)
Supervisor	Helard Alvarez Sanchez (Asesor)