Realización de un análisis de disminución del esfuerzo

La mayoría de los fallos de equipos se ven acelerados por el esfuerzo. Cuando el esfuerzo aplicado excede la resistencia inherente de la pieza, tendrá lugar una degradación seria o un fallo. Para asegurar la fiabilidad, el equipo debe diseñarse para soportar un esfuerzo prolongado en el tiempo sin fallar. Además, deben identificarse y controlarse los parámetros de esfuerzo de diseño, y a la vez se deben seleccionar las piezas y materiales que puedan soportar tales esfuerzos. Se utilizan estándares de disminución del esfuerzo para ayudar a seleccionar y usar piezas y materiales de modo que el esfuerzo aplicado sea menor que el valor nominal para una aplicación específica.

En ReliaSoft Lambda Predict, el análisis de disminución del esfuerzo está disponible solo para sistemas analizados con los estándares de predicción MIL-217, Bellcore/Telcordia o FIDES. En este ejemplo, analizaremos el efecto de la temperatura ambiente en un sistema particular.

El archivo de ejemplo contiene datos de configuración de sistema de muestra para los sistemas MIL-217, Bellcore/Telcordia y FIDES. Puede abrir cualquiera de los proyectos de muestra, pero solo se mostrarán los sistemas que han sido analizados con el estándar de predicción que ha adquirido. Para demostrar el análisis de disminución del esfuerzo, utilizaremos el sistema MIL-217 como ejemplo. Las instrucciones son generalmente las mismas para todos los sistemas (a menos que se indique lo contrario), por lo que puede seguir el ejemplo independientemente de qué sistema esté disponible para usted.

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Análisis

Para cada componente que pueda someterse a disminución del esfuerzo, la pestaña Propiedades muestra las propiedades que afectarán tanto la tasa de fallos del componente como a la disminución del esfuerzo, mientras que la pestaña Derating (disminución del esfuerzo) muestra propiedades adicionales que se aplican solo al análisis de disminución del esfuerzo. Como ejemplo, la siguiente imagen muestra las propiedades de un capacitor cerámico en el sistema MIL-217 en el proyecto de muestra.

LP step 1 - system hierarchy to display results from a derating analysis

Paso 1: Antes de comenzar el análisis, debemos configurar la jerarquía del sistema para mostrar los resultados de un análisis de disminución del esfuerzo. Para hacer esto, haz clic derecho en cualquier parte de la jerarquía del sistema y luego elige Personalizar columnas en el menú contextual. En la ventana que aparece, seleccione las casillas de verificación Estado de disminución del esfuerzo y Disminución del esfuerzo, luego haga clic en Aceptar para mostrar esas columnas en la jerarquía del sistema.

Paso 2: En el folio de predicción, seleccione el elemento de nivel superior y elija Herramientas de predicción > Disminución del esfuerzo > Aplicar disminución del esfuerzo.

Seleccione el estándar de disminución del esfuerzo de NAVSEA de la lista desplegable y haga clic en Aceptar. La aplicación evaluará automáticamente cada componente para determinar si cumple los requisitos proporcionados por el estándar de disminución del esfuerzo seleccionado. Los resultados aparecen en la columna de disminución del esfuerzo, como se muestra a continuación. (Tenga en cuenta que todo componente de tipos no especificados en el estándar de disminución del esfuerzo no será tomado en consideración en el análisis de disminución del esfuerzo.)

LP step 3 - results are displayed in the Derating column

Aparte de los resultados mostrados en la columna de disminución del esfuerzo, también se muestran iconos para indicar el estado del componente:

Un icono verde (Sin esfuerzo crítico) indica que el componente cumple los requisitos de disminución del esfuerzo definidos en el estándar (es decir, el nivel de esfuerzo y la temperatura están dentro de la curva del caso nominal).

Un icono azul (Excede Nominal) indica que el componente no cumple los requisitos de disminución del esfuerzo, pero no está sobrecargado (es decir, el nivel de esfuerzo y la temperatura están fuera de la curva del caso nominal, pero dentro de la curva del peor caso).

Un icono rojo (Esforzado) indica que el componente está sobrecargado según los requisitos de disminución del esfuerzo (es decir, el nivel de esfuerzo y la temperatura están fuera de la curva del peor caso o, en el caso de un componente con solo una curva del caso nominal definida, fuera de la curva del caso nominal).

Observa que el capacitor muestra el ícono azul, indicando que el componente, aunque no está estresado ahora, está cerca del límite de estrés.

Paso 4: Para trazar las curvas de disminución del esfuerzo, seleccione el capacitor y luego elija Herramientas de predicción > disminución del esfuerzo > Ver disminución del esfuerzo del componente.

El siguiente gráfico muestra que la relación de esfuerzo eléctrico del capacitor (punto azul) está entre la curva nominal (curva verde) y la curva del peor caso (curva roja), lo que significa que el capacitor no cumple los requisitos de disminución del esfuerzo; sin embargo, realmente no está sobrecargado. A partir del gráfico, podemos suponer que alterar la temperatura ambiente no resolverá el problema. En cambio, se debe reducir el esfuerzo eléctrico.

La información en el panel de control del gráfico ayuda a darle una idea de qué valor sería apropiado para el esfuerzo eléctrico del capacitor. Según estos datos, el esfuerzo eléctrico nominal para un intervalo de temperatura de 0 a 110 grados es 0,4. (Tenga en cuenta que estos valores pueden diferir para los sistemas de muestra de Telcordia y FIDES.)

Paso 5: Cierre la ventana de disminución del esfuerzo de componentes y regrese al folio de predicción. Seleccione el capacitor y, en el panel de Propiedades, cambie el valor de la propiedad Esfuerzo eléctrico de 0,8 a 0,39. Presione ENTER o haga clic fuera del campo para aceptar el cambio.

Observe cómo el icono de estado de disminución del esfuerzo del capacitor ha cambiado de azul a verde, lo que significa que el capacitor cumple ahora los requisitos de disminución del esfuerzo y ya no está esforzado.

Paso 6: Trace nuevamente las curvas de disminución del esfuerzo del capacitor. Esta vez, el gráfico muestra que la tensión de estrés está dentro de la curva del caso nominal, como se muestra a continuación.

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Análisis

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