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Método semianalítico para la mecánica del contacto entre el eje y la chumacera en un vehículo sumergible
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Revista internacional de métodos numéricos para cálculo y diseño en ingeniería
2016, vol. 32, núm. 4
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Método semianalítico para la mecánica del contacto entre el eje y la chumacera en un vehículo sumergible
Carrero-Blanco, J.; Estrems, M.; Sánchez, H.T. Método semianalítico para la mecánica del contacto entre el eje y la chumacera en un vehículo sumergible. "Revista internacional de métodos numéricos para cálculo y diseño en ingeniería", 2016, vol. 32, núm. 4.
En el presente trabajo, se estudia y analiza el mejor ajuste del eje del propulsor de un vehículo sumergible a su chumacera, mediante el estudio de la geometría de contacto entre dichos elementos. Para realizar este estudio, se ha aplicado un método semianalítico, basado en las normas de la cuadratura de los principales valores de Cauchy, el método de la secante, y un método numérico para la determinación del mapa tensional de las superficies en contacto entre el eje y la chumacera. Asumiendo que existen imperfecciones de micras en el mecanizado de las superficies en contacto, estas son una causa posible de daños subsuperficiales que favorecen fallos por picaduras (pitting ) o la formación y el crecimiento de las grietas por fatiga. Estos fallos afectan no solo el buen rendimiento propulsivo, sino también las condiciones de estanqueidad, con los consiguientes riesgos que ello supone para la integridad del buque. Los resultados permiten establecer los criterios de diseño en función de los módulos de Young, así como un mecanizado correcto y el ajuste de holguras posterior del sistema eje-chumacera, con lo cual se mejorala fiabilidad de dichos elementos.
The present study analyzes the best attachment of the propeller shaft of a submersible to his bearing, studying geometry of contact between those elements. A semi-analytical method based on the rules of the quadrature of the main values of Cauchy, the secant method and a numerical method for determining a tension map have been applied to the study of the contact surfaces between shaft and bearing. It is assumed that there are imperfections in the order of microns when machining the contact surfaces, which can produce subsurface damage that is possible, linked to pitting and the growth of fatigue cracks. Such failures not only will influence on the proper propulsive performance, but also on the watertightness conditions, which is related to the risk of ship integrity loss. The results let us to set design criteria, which account for the Youngs module and the importance of an adequate machining and further adjustment of clearances on the shaft-bearing system, thus improving the reliability of such elements.
Universitat Politècnica de Catalunya. CIMNE
Àrees temàtiques de la UPC::Matemàtiques i estadística::Anàlisi numèrica
Método semianalítico para la mecánica del contacto entre el eje y la chumacera en un vehículo sumergible
Semianalytical method for contact mechanic among shaft and bearing of a submarine vehicle
Revista internacional de métodos numéricos para cálculo y diseño en ingeniería
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2016, vol. 32, núm. 4 [8]
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