¿Qué es la función de flujo en el diseño mecánico? Estilo de Vida y Elegante

¿Qué es la función de flujo en el diseño mecánico?

El proceso puede variar, dependiendo de la naturaleza del proyecto real, pero un buen lugar para comenzar es el siguiente:

Concepto

Genere una idea de lo que quiere que haga el producto y una idea general de cómo se verá. Estos conceptos deben basarse en la realidad a través de la colaboración de marketing e ingeniería. Si su objetivo es hacer un automóvil, ¿qué tipo de automóvil? ¿Coche deportivo, coche familiar, coche de cercanías de alta eficiencia? ¿Cuáles son las dimensiones generales del automóvil? ¿Cuáles son algunas de las características clave en las que el automóvil debe sobresalir?

Requisitos

Estos son los requisitos específicos cuantificables que debe cumplir el producto. Tiene capacidad para 5 personas. Obtendrá 30 MPG en carretera / 27 MPG en ciudad. Irá a 0-60 MPH en menos de 8 segundos y pasará de 60 a 0 en menos de 120 pies. Estos requisitos de nivel superior que debe cumplir todo el producto deben “reducirse” al nivel del subsistema. El automóvil no debe pesar más de 3500 libras y tener más de 180 hp. Debe tener 180 “de largo y 70” de ancho. Tendrá un coeficiente de arrastre menor que 0.25. Este despliegue define qué deben hacer los subsistemas para permitir que todo el producto cumpla con sus requisitos. El despliegue continúa desde el subsistema hasta el nivel de componente. El resorte debe tener una rigidez de xxx N / m, el soporte de montaje del brazo de control debe soportar fuerzas de Fx = xxxxN, Fy = xxxxN, Fz = xxxxN, aplicado en el centro del perno de fijación.

Arquitectura

Con los conceptos y requisitos entendidos, uno debe ser capaz de tener una idea aproximada del tamaño y la forma de los componentes críticos involucrados y dónde deben colocarse, cómo deben configurarse y cómo debe verse la columna vertebral estructural en orden para manejar cualquier carga que uno debería esperar durante la vida útil del producto. Será de tracción delantera. Será una escotilla trasera de 4 puertas. El rastrillo del parabrisas será x grados. El diseño del compartimiento del motor tendrá el motor aquí, el filtro de aire allí, el enfriador de aceite allí, y se colocará entre las torres de choque como así … En este punto, el análisis involucrado probablemente pueda manejarse a nivel de cálculos manuales. Por eso aprendiste todo lo que hiciste en la escuela de ingeniería.

Una vez que sienta que ha resuelto esto, es hora de consultar con los ingenieros experimentados para obtener su opinión sobre si tiene sus requisitos bien definidos y si su arquitectura está bien desarrollada de una manera que probablemente sea capaz de satisfacer los requisitos

Diseño preliminar

Este es el primer intento de poner “lápiz a papel”, o para ser más precisos ahora, abra el software CAD (diseño asistido por computadora) y cree un primer diseño. El enfoque es tanto a nivel de componente como a nivel de subsistema. Si está trabajando en un automóvil, debe diseñar los soportes, pernos, tuercas y brazos de control individuales que sostienen la suspensión. Pero también debe evaluar si la suspensión funciona como un subsistema en relación con sus requisitos. Este es un proceso iterativo, entre el CAD y el software de análisis: FEM o modelado de elementos finitos para el rendimiento estructural; CFD, o dinámica de fluidos computacional para flujos de fluidos (p. Ej., Para conductos de aire acondicionado) análisis no lineal para resistencia al choque y movimiento cinemático (como ADAMS o LS Dyna).

Antes de adelantarse demasiado, es hora de volver a consultar con los ingenieros experimentados para asegurarse de que el camino en el que se encuentre probablemente llegue a una conclusión exitosa. No todos los requisitos deben ser cumplidos por el diseño en este momento, pero debe haber un camino razonable para llegar allí. De hecho, si en este momento cumple con todos los requisitos, ha esperado demasiado para recibir esta revisión. Algunos pensaron en cómo vas a fabricar y probar el producto deberían ser parte de esta revisión.

Diseño detallado

Aquí es donde lo traes a casa. Está trabajando en todos los niveles (componentes, subsistemas y productos de nivel superior para) analizar y ajustar diseños hasta que se cumplan todos los requisitos. También está desarrollando planes para fabricar componentes, ensamblarlos en subsistemas y el producto final. También deberá diseñarse cualquier equipo único requerido para ayudar en el ensamblaje.

Cuando hayas aclarado todo esto, es hora de reunirte con gente experimentada nuevamente, para demostrar que tienes un diseño que cumple con los requisitos y está listo para la fabricación. Esto debe incluir un análisis que muestre que las tolerancias dimensionales que ha asignado a los componentes darán como resultado un ensamblaje que se unirá de una manera que aún cumpla con los requisitos una vez que estén todos apilados.

Dependiendo del momento de su cronograma del proyecto, es posible que deba realizar una revisión provisional de los componentes específicos de tiempo de espera largo para comenzar a fabricar mucho antes del resto de los componentes del subsistema. Algunos componentes son tan complejos que puede tomar un año o más de fabricación, ¡así que planifique sabiamente!

Fabricación y ensamblaje

A partir de aquí, se “dibuja con lápiz” en el diseño (hasta que aparece un problema inesperado) y está haciendo todos los dibujos detallados para el fabricante de los componentes. Su trabajo en este punto es ayudar al fabricante según sea necesario para hacer la pieza que necesita. Lo mismo es cierto en el paso de montaje. Estás allí para asegurarte de que todas las partes se unan según lo planeado. Inevitablemente, algo no saldrá perfecto. ¿Son aceptables estas imperfecciones? ¿Se puede modificar para que sea aceptable? ¿La pieza necesita ser desechada y comenzar de nuevo? Todas las decisiones que se toman en este punto.

Verificación y validación

¿Sus componentes y / o subsistemas realmente cumplen los requisitos para los que fueron diseñados? ¿La acumulación de estas actuaciones individuales realmente satisface los requisitos de nivel superior para todo el producto? Se necesitan algunas pruebas en el producto que acaba de construir para probar estas preguntas. Cuando la prueba no sea práctica o imposible, entonces será necesario un análisis con alguna prueba de que el análisis ha sido validado a través de la prueba. Una vez que el producto final ha sido validado, está listo para usarse según lo previsto.

Análisis de rendimiento de campo

Ahora que el producto está “en el campo”, indudablemente estará sujeto a situaciones imprevistas o funcionará de manera inesperada. Estas son “oportunidades de aprendizaje” que debe tener en cuenta, de modo que la próxima vez que realice este proceso, no sean inesperadas o imprevistas.