Fundamentos de dise o
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FUNDAMENTOS DE DISEÑO. ¿Diseño?. ¿Qué es el Diseño de Ingeniería ?.

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FUNDAMENTOS DE DISEÑO

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Presentation Transcript


Fundamentos de dise o

FUNDAMENTOS DE DISEÑO


Qu es el dise o de ingenier a

¿Diseño?

¿Qué es el Diseño de Ingeniería?

Es un proceso de naturaleza iterativo encaminado a la planificación, concepción y desarrollo de sistemas o productos, con el fin de satisfacer necesidades predeterminadas mediante la integración de las diferentes disciplinas técnicas de la ingeniería


Qu es la ingenier a

¿Qué es la ingeniería?

  • El diseño en la esencia de la investigación, y es una actividad que requiere un sin numero de habilidades, entre estas destacan experiencia, sentido común, imaginación e ingenio.

  • Debido a que los ingenieros se desempeñan en el mundo real, inevitablemente un proyecto de ingeniería involucra restricciones con las cuales uno debe trabajar, siendo una de las mas importante el costo


Nature of engineering design

Nature of Engineering Design


En que consiste el proceso de dise o

¿En que consiste el proceso de diseño?

?

NECESIDAD

SOLUCIÓN

Conjunto de fases con sus actividades, que permiten transformar el estado de información del problema de diseño desde información sobre la necesidad a información y documentos sobre la solución, que hacen posible su construcción, uso, mantenimiento y tratamiento post-vida útil de un producto


Dise o en ingenier a mec nica

Diseño en Ingeniería Mecánica

H. MAURY – 2000. “Es un caso particular del diseño de ingeniería que se refiere a la aplicación principal de conocimientos de la ingeniería mecánica: ciencias de los materiales, estática, dinámica, mecánica de máquinas, termodinámica, térmicas y fluidos, mecánica de materiales, tecnologías de fabricación, mantenimiento, seguridad, ergonomía, confiabilidad o fiabilidad, compatibilidad ambiental, economía, etc.” con el propósito de satisfacer una necesidad


Fundamentos de dise o

Diseño en Ingeniería Mecánica

­SHIGLEY –1994 “El diseño de ingeniería mecánica incluye el diseño mecánico o de máquinas, pero es un estudio de mayor amplitud que abarca todas las disciplinas de la ingeniería mecánica, de las ciencias térmicas, de fluidos y de las ciencias básicas”.

­

RIBA-1995. “Constituye una materia interdisciplinaria que incluye entre otras, la teoría de máquinas y mecanismos (TMM), el cálculo y la simulación, las soluciones constructivas, los sistemas de accionamiento y su control (mecatrónica), la aplicación de materiales, las técnicas de representación, la seguridad, la ergonomía, la reciclabilidad, etc. que se integran en forma de un proyecto”.


Fundamentos de dise o

Naturaleza Integral del Diseño en Ingeniería Mecánica

Concurrent engineering approach is convenient (DFX)


Objetivos globales de la ingenier a concurrente

Objetivos globales de la ingeniería concurrente

Acortar los tiempos de desarrollo de los productos.

Elevar la productividad.

Aumentar la flexibilidad.

Mejor utilización de los recursos.

Productos de alta calidad.

Reducción en los costos de desarrollo de los productos.

Establecer conocimiento y cultura de Ingeniería Concurrente

Integrar los departamentos de la empresa

Asegurar el cumplimiento de los requerimientos y expectativas del cliente


Fundamentos de dise o

¿Qué es una Máquina?

  • RIBA, 1995. “Es un sistema mecánico formado por uno o más conjuntos fundamentalmente mecánicos con partes móviles organizados en una unidad que realiza una tarea propia tal como la manipulación, la conformación de materiales o la transformación de energía”.

  • ZIMMERMAN-1983. “Es cualquier aparato que es capaz de trabajar más fácil y rápido que lo alcanzado sin su uso”.

  • NORTON-1995. “Conjunto de dispositivos que están diseñados para proporcionar fuerzas significativas y transmitir potencia apreciable.


Fundamentos de dise o

¿Qué es un Mecanismo?


Fundamentos de dise o

¿Qué es un Mecanismo?

  • CARDONA-2000. Conjunto de elementos mecánicos que hacen una o más de las funciones de la máquina que integran.

  • RIBA-1995. Es precisamente, la delimitación y la idealización de los conjuntos mecánicos móviles de una máquina, y está integrado también por elementos idealizados denominados miembros y pares cinemáticos. Por Ejemplo: el mecanismo corredera – biela – manivela (cigüeñal), el mecanismo cremallera – piñón, la estructura del brazo de un robot industrial.

  • NORTON-1995. Es una cadena cinemática en la cual por lo menos un eslabón ha sido sujetado al marco de referencia (el cual puede estar en movimiento).


Qu es una cadena cinem tica

¿Qué es una cadena cinemática?

NORTON-1995. Un ensamble abierto o cerrado de eslabones de modo que proporcionan un movimiento de salida controlado en la respuesta a un movimiento de entrada proporcionado

CARDONA-2000. Conjunto o subconjunto de los miembros de un mecanismo enlazados entre si. Por ejemplo la cadena de transmisión de un vehículo, los miembros de una cadena se denominan eslabones

RIBA-1995. Es un sistema mecánico ideal formado por miembros conectados por medio de pares cinemáticos


Qu es enlace y un par cinem tico

¿Qué es Enlace y un Par Cinemático?

RIBA-1995. Enlace es la solución constructiva de una unión móvil entre dos partes de una máquina; mientras que par es su idealización en un mecanismo


Qu es un sistema mec nico

¿Qué es un Sistema Mecánico?

RIBA-1995. Conjunto organizado de elementos mecánicos cuyo comportamiento está determinado por los siguientes aspectos: movimiento, fuerzas, inercia, rigidez y amortiguamiento


Comunicaci n en el proceso de dise o

Comunicación en el Proceso de diseño

El resultado final del proceso de diseño es la obtención de la información suficiente para que una alternativa de solución seleccionada (sistema o producto) sea construida (fabricada y ensamblada), puesta punto, utilizada, mantenida y finalmente se le dé un tratamiento post-vida útil adecuado (reciclado, disposición, etc.)


Comunicaci n en el proceso de dise o1

Comunicación en el Proceso de diseño

Esta comunicación debe ser suficiente empleando alguna de estas vías entre otras:

  • Planos: generales, de subconjuntos, de partes etc.

  • Diagramas

  • Modelización de solidos – 3D

  • Especificaciones finales del sistema o producto en cuanto a su materialización, operación, desempeño, listado de componentes y de partes.

    Toda la información podría ser digital de manera que el sistema puede ser construido mediante producción rígida o flexible, operado y controlado con ayuda de la computadora


Inquietudes

¿Inquietudes?


Naturaleza del dise o de ingenier a

Naturaleza del Diseño de Ingeniería

  • Matices Básicos: Intuitivo y Creativo

  • Elementos Diferenciales

    • Formación Científica

    • Análisis

    • Estructuración

    • Validación o Experimentación

    • Medición

    • ….

Los elementos diferenciales pueden potenciarse y/o desarrollarse en institutos y universidades mediante formación tradicional; mientras que los matices básicos dependen de aspectos innatos, pero pueden encausarse y/o estimularse mediante procesos sistemáticos y métodos creativos formalizados (tormenta de ideas, sinéctica, ....)


Fases del acto creativo seg n koestler

Fases del acto creativo, según Koestler

Fase lógica : En la cual se suceden la formulación del problema, la recopilación de datos relativos a ese problema y una primera búsqueda de soluciones.

Fase intuitiva : Es la mas importante del proceso, puesto que se genera en el subconsciente del creador, el problema se va haciendo autónomo, antes de ser elaborado y comenzar la incubación de la solución, maduración de las opciones, durante un periodo que a veces puede ser extenso en la etapa de maduración, se produce la iluminación, es decir la manifestación de la solución.

Fase critica : Durante la cual el inventor se entrega al análisis de su descubrimiento, procede a la verificación de la validez del mismo y le da los últimos toques.


Habilidades y conocimientos necesarios

Habilidades y Conocimientos Necesarios

  • Creatividad

  • Capacidad de estructuración del proceso

  • Formación Básica

  • Capacidad de análisis

  • Capacidad de modelación y simulación

  • Capacidad de evaluación

  • Capacidad de optimización

  • Capacidad de Comunicación Oral y Escrita

  • Capacidad de trabajo en equipo


Modelos procesos de dise o

Modelos procesos de diseño

¿QUE SON LAS METODOLOGÍAS DE DISEÑO?

  • Conjunto de Modelos, métodos y estrategias

  • Estructuran el proceso de diseño

  • Encaminarnos hacia el objetivo

  • Soluciones con valor maximizado

    Los métodos y procesos sistemáticos son lineamientos que es recomendable seguir, porque se ha comprobado que el 85% de los proyectos que fracasan no los han seguido; sin embargo, no deben ser vistos como una ley o camisa de fuerza.


Proceso de dise o

PROCESO DE DISEÑO

En este apartado se definirá el proceso del diseño y se estudiarán los diferentes modelos propuestos con sus etapas.

Definición. Es el conjunto de actividades, fases o etapas que son necesarias para transformar el problema de diseño del estado de información relativa a los requerimientos al estado de información referente a la solución con todas sus especificaciones técnicas.


Importancia de la intuici n sentido com n y de los m todos en el dise o

IMPORTANCIA DE LA INTUICIÓN (SENTIDO COMÚN) Y DE LOS MÉTODOS EN EL DISEÑO

La mayoría de los estudiosos reconocen la importancia de la intuición o del sentido común en el desarrollo creativo de las soluciones en un problema de diseño, especialmente durante la generación de alternativas o en el diseño conceptual; pero igualmente reconocen cómo importantes los métodos analíticos para aceptar, rechazar o mejorar una solución.

Teniendo en cuenta esto, en el curso se presentan un bosquejo de los modelos del proceso de diseño, manteniendo un equilibrio entre la creatividad y el análisis.


Beneficios de los modelos y las metodolog as de dise o

¿BENEFICIOS DE LOS MODELOS Y LAS METODOLOGÍAS DE DISEÑO?

  • Enfrentar el diseño de productos complejos.

  • Enfoques sistemáticos permiten trabajar en equipos multidisc.

  • Reducción de costes y/o eliminación de costes innecesarios.

  • Son el elemento básico para el desarrollo de sistemas informáticos que faciliten abordar los actuales problemas de diseño.

  • Se transforma el proceso de diseño en controlable  Ahorro de tiempo y dinero.


Modelos del proceso de dise o

Modelos del Proceso de Diseño

Antes de tratar los diferentes modelos desarrollados es necesario definir que es un modelo del proceso de diseño y posteriormente definir los diferentes tipos de modelos que se han desarrollado

Modelo. Representación o mapa de las actividades o fases necesarias con sus relaciones, o las que se deberían seguir al realizar el diseño.


Proceso de dise o modelos etapas

PROCESO DE DISEÑO- MODELOS - ETAPAS


Tipos de modelos del proceso de dise o

TIPOS DE MODELOS DEL PROCESO DE DISEÑO

Considerando el origen del modelo se dan estos tipos: Descriptivos y prescriptivos.

Modelos Descriptivos. Modelos derivados de la realización de estudios cognoscitivos o de observación, a través de los cuales se determinan los conjuntos de actividades que los diseñadores siguen en el proceso de Diseño.

Modelos Prescriptivos. Representación del conjunto de actividades que formulan los estudiosos que deberían seguirse para conseguir un mejor resultado en el proceso de diseño.

Modelos Mixtos. Modelos cuyo origen es dual, presentan un equilibrio entre los enfoques prescriptivos y descriptivos.


Desarrollo de productos versus proceso de dise o

Desarrollo de productos versus proceso de diseño

Necesidad –

Mercado

Desarrollo de productos

Marketing

Planificación

Diseño del producto

Diseño del proceso

Diseño

Diseño del sist. de fabricación

Lanzamiento a producción:

Protototipaje pre-series

Comercialización

Lanzamiento –

Mercado


Ciclo b sico por fase del proceso de dise o

Ciclo básico por fase del proceso de diseño


Ciclo b sico del proceso y modelo can nico o b sico del proceso de dise o

Ciclo básico del proceso y modelo canónico o básico del proceso de diseño

De las etapas que componen el proceso canónico del diseño, en este capítulo se explican con profundidad cada una de ellas. Es importante destacar, que en cada una de las fases del proceso básico del diseño se aplican reiteradamente las actividades de análisis, síntesis, simulación, evaluación y de optimización (ciclo básico).


Ciclo b sico del proceso y modelo can nico del proceso de dise o

CICLO BÁSICO DEL PROCESO Y MODELO CANÓNICO DEL PROCESO DE DISEÑO

Identificación de la Necesidad:

Es el proceso mediante el cual se reconoce la existencia de una condición insatisfactoria o anómala y se toma conciencia de emprender acciones para subsanarla. El conjunto de acciones que se llevan a cabo para satisfacer la necesidad, constituyen lo que se denomina diseño.


Fundamentos de dise o

Especificación inicial (EI):

Es la etapa en la cual se cualifica, se cuantifica o caracteriza el desempeño que se espera de una solución o producto. Sin describir físicamente la solución, para no limitar el planteamiento de soluciones. Se consigue fijando un conjunto de requerimientos de diseño

Obligatorios

Requerimientos

Deseables

Leg.-stds

Econó…

Amb.

Elementos de la EI

Restricciones o limitantes

Importancia

Criterios

Priorización


Matrices de identificaci n de oportunidades de valor agregado

Matrices de identificación de oportunidades de valor agregado

Estado del arte: determinación del estado o frontera de los conocimientos en un área, mediante la revisión de publicaciones científicas y de las patentes. Se deben identificar, tendencias evolución, limitantes y nuevos retos.

Estado de la técnica: determinación del estado o frontera de la tecnología o productos que ya se ofrecen comercialmente. Idem


Especificaci n inicial

Especificación inicial


Dise o conceptual

Diseño conceptual:

Es la etapa en el que se toma la especificación inicial y se ejecutan una serie pasos para formular un conjunto de alternativas de solución, las que normalmente se comunican por medio de esquemas preliminares.

El nivel de definición de las soluciones en la fase conceptual es global, permitiendo comprender los principios y tecnologías involucradas en ellas. Se ofrece además una visión preliminar de la geometría de las alternativas de forma tal que a partir de ello se puedan montar modelos para la evaluación inicial de las alternativas.


Fundamentos de dise o

El diseño conceptual comprende:

  • La proposición, descripción y representación de las alternativas

  • La evaluación integral de las alternativas, preferentemente apoyada en métodos cuantitativos y multi-criteriales.

  • La Selección de las alternativas a partir del análisis de los resultados del proceso de evaluación y de la consideración de aspectos funcionales e impactos sociales, económicos, financieros, ambientales o técnicos, entre otros.


Fundamentos de dise o

Define problem

Problem statement

Benchmarking

QFD

PDS

Project planning

Gather information

Internet

Patents

Trade literature

Concept generation

Brainstorming

Functional decomposition

Evaluation of concept

Decision matrices

Product architecture

Arrangement of physical elements to carry out function

Configuration design

Prelim. selection of material and mfg.

Modeling and sizing of parts

Parametric design

Robust design

Tolerances

Final dimension

DFM

Detail design

Detailed drawings and specifications

Conceptual Design

Taken of Dieter

Embodiment Design


Dc desde la perspectiva funcional

DC: Desde la perspectiva funcional


Entregables de dise o conceptual

Entregables de diseño conceptual


Proceso de dise o d conceptual

Proceso de diseño – D. Conceptual


S ntesis del dise o conceptual y de la especificaci n inicial

Síntesis del diseño conceptual y de la especificación inicial

Tomado de: (2012)


Descomposici n del problema o an lisis funcional

Descomposición del problema o análisis funcional

Taken of: 2012,


Proceso de dise o modelos etapas1

PROCESO DE DISEÑO - MODELOS - ETAPAS

El paso final dentro del diseño conceptual lo constituye la selección de las alternativas; que una vez superada, si se sigue el proceso canónico o básico, se da el diseño básico o de materialización.

En esta etapa se pasa del nivel de definición global al nivel de los conjuntos o sub-ensambles, es decir, se determinan todos los módulos y conjuntos que integran la solución desde los puntos de vista funcional y estructural.

La información obtenida en el diseño básico debe permitir el inicio del diseño de detalle.


Entregables db

Entregables - DB

  • Memoria diseño básico

  • Diagramas de ensamble o vistas de elevación de cada modulo o subsistema

  • Desarrollo de cálculos y estimaciones de ingeniería por subsistema o modulo

  • Generación de especificaciones para iniciar el diseño de detalle de cada modulo desde el punto de vista civil, eléctrico, electrónico y control, entre otros.

  • Desarrollo de BOM’s por modulo, sub-ensambles o subsistemas

  • Desarrollo de propuestos por subsistemas

  • Cronograma general y detallado por subsistema

  • Presupuestos general y por subsistema o modulo

  • Planos generales y planos por subsistema


B sico

Básico


Dise o b sico caso

Diseño básico - caso

Se realizan las actividades de ingeniera necesaria para definir cada uno de los (7) subsistemas desde el punto de vista de proceso y control, mecánico, electrónico y civil.

Rampa, Caseta y obra civil Tolva


Ingenier a basica banda

Ingeniería basica - Banda


Proceso de dise o modelos etapas2

PROCESO DE DISEÑO - MODELOS - ETAPAS

Diseño de configuración o básico: Es la fase donde se define el arreglo o diseño de cada uno de los subsistemas, subconjuntos o sub-ensambles y/o módulos que integran el producto.

Generar la información necesaria para iniciar la Ing. de detalle de los componentes que integran los módulos o subsistemas

Velocidad de giro

Carga Vertical y radial

Momentos a manejar


Dise o de configuraci n o b sico

Diseño de configuración o básico


Basic design

Basic design

Sub-systems

Asbhy


Proceso de dise o modelos etapas3

PROCESO DE DISEÑO - MODELOS - ETAPAS

Diseño de detalle: Es la fase donde se genera la información necesaria para fabricar y ensamblar cada uno de los componentes del sistema

Incluye la definición completa de:

Materiales, dimensiones, tolerancias, acabados y todas las especificaciones que permitan fabricar o adquirir cada componente


Detalle

Detalle


Proceso de dise o modelos etapas4

PROCESO DE DISEÑO - MODELOS - ETAPAS

  • Diseño de detalle:


Proceso de dise o modelos etapas5

PROCESO DE DISEÑO - MODELOS - ETAPAS

Prototipos y ensayos: Es la etapa final del proceso básico del diseño mediante la cual se detectan los errores o detalles finales antes de entrar a la fase de producción o de construcción en serie.

Prototipos rápidos

Permite comprobar que tan efectiva fue la estrategia de trabajo concurrente y en equipo


Proceso de dise o1

PROCESO DE DISEÑO

Prototipos y ensayos (físicos)


Proceso de dise o2

PROCESO DE DISEÑO

Prototipos y ensayos (físicos)


Prototipado y ensayos

Prototipado y ensayos

Involucra:

  • Definir a partir de las especificaciones, las características de desempeño que es importante verificar y las variables a medir para dicha verificación

  • Planificar y desarrollar los protocolos experimentales para cada uno de ellas, puede requerir el desarrollo de ensayos acelerados, el desarrollo de modelos físicos a escala, entre otros; según la limitaciones de tiempo, técnicas y económicas del proyecto

  • Puede requerir la construcción de varios prototipos físicos, algunos de los cuales se someten a pruebas destructivas

  • Es necesario definir, construir o comprar los instrumentos necesarios para las pruebas

  • Los formatos y análisis de datos necesarios, luego de realizar los ensayos


Componentes del protocolo experimental

Componentes del protocolo experimental

  • Comportamiento a verificar u objetivo de la prueba

  • Variables a medir

  • Limitantes: temporales, económicas y tecnológicas

  • Diseño del experimento:

    • Número de experimentos y réplicas necesarias

    • Recursos requeridos: prototipos e instrumentos, personal…

    • Diseño de la recolección y procesamiento de datos

    • Procedimiento detallado y Recolección de datos (incluye imágenes o esquemas)

    • Análisis de datos y resultados: formato de recolección, procesos y parámetros estadísticos necesarios, diseño de formatos de análisis y de presentación de resultados (tabulares o gráficos)

    • Conclusiones y acciones de mejora


Proceso de dise o resumen

Proceso de Diseño-Resumen

  • Est. Mercado

  • Especificación In.

  • Dis. Conceptual

  • Diseño Básico

  • Diseño de Detalle

  • Prototipaje

  • Producción

  • Comercialización

  • Uso + Servicio

  • Fin de Vida


Materializaci n de resultados del dise o

Materialización de resultados del diseño


Qu objetivos deben facilitar las metodolog as

¿Qué objetivos deben facilitar las metodologías?

  • En sus primeras fases (conjunto de pasos) deben permitir entender los objetivos del cliente y lo que el usuario realmente desea. Por lo tanto, para lograr un buen diseño es importante que los métodos, estrategias consigan una buena integración de los tres lados del triángulo: Diseñador- cliente-usuario

  • Las fase restantes y los métodos utilizados deben permitir no sólo traducir los objetivos del cliente sino superar sus expectativas y las del usuario con las especificaciones finales de desempeño del producto obtenido


Por qu seguir un modelo

Por qué seguir un modelo?

  • Ventajas

    • Repetibilidad

    • Alta calidad y mejora continua

    • Reducción del tiempo al mercado por estructuración adecuada

    • Mejor comunicación transversal

  • Desventajas

    • Pueden llegar a ser burocráticos si se administran mal

    • Puede incrementar el tiempo al mercado si se gestionan mal

Los modelos deberían servir de referentes y no de camisa de fuerza


Consideraciones en el dise o

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

En este ítem se estudiarán una serie de elementos que hay que integrar en el diseño a fin de responder satisfactoriamente a la necesidad real.

- Esfuerzo:Reacción unitaria generada al interior de un elemento ya sea debido a la acción de cargas, efectos térmicos o derivado de un proceso de fabricación. Sus unidades son [F]/[A].

-Resistencia:Propiedad intrínseca del material que refleja su capacidad de absorber un determinado tipo de esfuerzo sin fallar; sus unidades son análogas a las de los esfuerzos.


Consideraciones en el dise o1

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

Factor de Seguridad. Es un índice que se introduce en el diseño para considerar el grado de incertidumbre en relación con las propiedades del material, los modelos utilizados para evaluar las cargas o condiciones de trabajo, etc.


Consideraciones en el dise o2

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

CONSIDERACIONES EN LA FIJACIÓN DEL FACTOR DE SEGURIDAD

En la definición del factor de seguridad se debe considerar:

- La variabilidad de las propiedades mecánicas del material.

- La naturaleza de la Carga (Estática o Dinámica).

- Los efectos de los tratamientos térmicos.

- La severidad del ambiente en que trabajará el sistema.

- Costo de la falla.

- Confiabilidad requerida.

  • Seguridad Humana.

  • La certeza de los modelos de evaluación de cargas y esfuerzos


Consideraciones en el dise o3

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

VALORES RECOMENDADOS PARA EL VALOR DEL FACTOR DE SEGURIDAD CONVENCIONAL

En ausencia de códigos y bajo riesgo de costo en vidas humanas:

Cuando se trate de cargas estáticas el factor oscila normalmente entre 1.1 y 2, mientras que para cargas cíclicas se considera un rango de 2 a 4. Y por último, para cargas de impacto o súbitas el factor oscila de 3 a 6. Cuando hay riesgo de vidas el factor puede ser superior a 10

FACTOR DE SEGURIDAD ESTADÍSTICO

Este se determina a partir del conocimiento de las propiedades del material, de las cargas, de la desviación típica de las dos anteriores y de la fijación de un grado de fiabilidad deseado. Normalmente este factor de seguridad resulta menor que el convencional, pero obviamente admite la presencia de un pequeño porcentaje de falla dentro del lote que es una función de la fiabilidad deseada y de las desviaciones típicas.


Consideraciones en el dise o4

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

Códigos. Conjuntos de disposiciones o reglas publicadas por asociaciones especializadas que persiguen introducir en el diseño y/o construcción de sistemas o productos un grado de seguridad y eficiencia determinado.

Normalmente, los códigos están avalados o legislados por los estados (NSR-xx). Tienen un carácter mandatorio (reglamento).

Ej. (NSR-xx), ASME VIII (Pressure vessels, pipes and boilers), …

Normas. Conjunto de disposiciones emitidas y publicadas por asociaciones especializadas que persiguen normalmente garantizar un grado de calidad, intercambio o de estandarización. No necesariamente, tienen un carácter mandatorio.


Consideraciones en el dise o5

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

Asociaciones responsables de los códigos y normas relacionados con

la Ingeniería Mecánica

Se enumerarán algunas de las muchas asociaciones de interés en el quehacer del Ingeniero Mecánico, aunque no necesariamente son exclusivas de su disciplina:

- ASTM- ASME

- SAE- AISC

- CEMA- NBS

- ANSI- AFBMA

- AA- IFI

- API- ASM

- AISI- ISO

- BSI- NEMA

- AWS- ASA

- AGMA- DIN


Consideraciones en el dise o6

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

Consideraciones Económicas

Las consideraciones económicas suelen tener un peso importante en las decisiones que se toman en el proceso de diseño, es por ello necesario que se den algunas definiciones e indicaciones que apunten hacia la consecución de diseños competitivos.

Costo del producto. Tiene que ver directamente con la valor de los recursos necesarios o involucrados en un diseño, proyecto o producto, o con los requeridos para mantenerlo u operarlo.

Valor del producto.Está asociado con el significado o utilidad que un producto, diseño o proyecto tienen para el usuario por sus prestaciones.

Relación Valor/Costo.En un diseño se debe maximizar esta relación, de manera que los productos ofrezcan más beneficios o funciones sin necesariamente incrementar su costo en la misma proporción, esto confiere competitividad.

Costo en el ciclo de vida de un producto o sistema. Es aquel que incluye los recursos necesarios en su desarrollo, distribución, matenibilidad, operación, impacto ambiental, reciclado o deposición, etc. Es decir se considera todo su ciclo de vida.


Consideraciones en el dise o7

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

RECOMENDACIONES

- Utilice en lo posible elementos de tamaños estándar o de fácil consecución.

- Uso de Tolerancias Amplias. Reduce los costos y hacen competitivo el producto, siempre que sean apropiadas con la función (Acotación Funcional).

- Elección apropiada del tipo de materiales ysistema de producción.

- Diseñe productos competitivos (maximice el valor del producto).


Design

Design

  • A design must be:

    • Functional- fill a need or customer expectation

    • Safe- not hazardous to users or bystanders

    • Reliable- conditional probability that product will perform its intended function without failure to a certain age.

    • Competitive- contender in the market

    • Usable- accommodates human size and strength

    • Manufacturable- minimal number of parts and suitable for production

    • Marketable- product can be sold and serviced


Fundamentos de dise o

PREVENCIÓN DE FALLAS


Seguridad y responsabilidad en el desarrollo de un producto

SEGURIDAD Y RESPONSABILIDAD EN EL DESARROLLO DE UN PRODUCTO

Los desarrolladores de un producto son responsables legalmente de cualquier daño o perjuicio que resulte de un error de diseño o fabricación, así como de los derivados de defectos del material aún sin tener conciencia de ello

El medio adecuado para subsanar este tipo de problemas es la aplicación de las normas de buena ingeniería en el análisis, en el diseño, en la fabricación, en el control de calidad y la ejecución de ensayos y experimentación suficiente.


Consideraciones en el dise o8

CONSIDERACIONES EN EL DISEÑO

CONFIABILIDAD / FIABILIDAD.

Es la estimación probabilística de que un dispositivo ejecute una función con una baja probabilidad de falla bajo unas condiciones dadas y por un período de tiempo conocido. Ésta también puede verse como la probabilidad de en un lote ocurra un número determinado de fallas.

Si se quiere realizar los diseños considerando el concepto de confiabilidad es necesario disponer de datos adecuados en número suficiente.


Selecci n de materiales y de procesos

SELECCIÓN DE MATERIALES Y DE PROCESOS

Un principio de diseño es que la selección de los materiales y de los procesos de fabricación a utilizar en un diseño son inseparables y complementarias, de manera que respondan técnica y económicamente a la función con el fin de lograr la satisfacción de la necesidad. Los factores que determinan esta selección son:

1.Factores Técnicos. Dentro de los cuales se encuentran:

-Condiciones de trabajo. Cargas, temperatura, ambiente.

-Fabricabilidad – Ensamblabilidad.


Selecci n de materiales y de procesos1

SELECCIÓN DE MATERIALES Y DE PROCESOS

-Utilización de materiales, elementos y procesos estándares.

-Asequibilidad de los materiales y de los procesos.

-Materiales compatibles con el desarrollo sostenible.

2.Factores económicos

  • Número de piezas a fabricar

  • Restricciones Económicas

    3. Otros factores de decisión.

    Estética y flexibilidad con el mercado


Proceso de selecci n materiales proceso

Proceso de selección materiales Proceso


Material properties estimation

Material propertiesestimation


Conclusiones y recomendaciones

Conclusiones y recomendaciones

  • Considerando las características de los modelos y los métodos de diseño, no se pueden considerar antagónicos o incompatibles con la creatividad, la imaginación o la intuición; por el contrario, la práctica moderna del diseño ha demostrado que es más probable que conduzcan a soluciones novedosas en menor tiempo y con mayor calidad que los métodos tradicionales o informales, que no estructuran coherentemente el pensamiento

  • Mientras que los métodos modernos ayudan a enfocar los esfuerzos sobre los aspectos relevantes cuando se trabaja en equipo y son técnicas auxiliares del pensamiento creativo


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