“Análisis estático de una tolva de carga mediante el método de elementos finitos aplicable a la máquina para el mejoramiento de procesos de producción agroindustrial”
| dc.contributor.advisor | Morales Tamayo, Yoandrys | |
| dc.contributor.advisor | Barreno Flores, Charles Fabián | |
| dc.contributor.author | Muñoz Malla, Roberto Gabriel | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-03T16:28:08Z | |
| dc.date.available | 2025-09-03T16:28:08Z | |
| dc.date.issued | 2025-09 | |
| dc.description | This study developed a static finite element analysis of a loading hopper aimed at improving agro-industrial production processes, evaluating two wall thickness configurations (1.0 mm and 1.5 mm) under real operational conditions. The methodology employed Autodesk Inventor Professional 2026 for geometric modeling and Autodesk Inventor Nastran Editor Utility 2026 for structural analysis, implementing Janssen theory for granular pressure calculations and von Mises criterion for multiaxial stress evaluation. Operational parameters considered a flow rate of 0.5 ton/h, material density of 1,086.96 kg/m³, and impact forces of 959.68 N. The convergence study achieved numerical stability with 446,058 elements, obtaining maximum stresses of 42.004 MPa and 17.657 MPa for thicknesses of 1.0 mm and 1.5 mm respectively. The optimal 1.5 mm configuration demonstrated 58.0% stress reduction and 64.1% deformation reduction, achieving a safety factor of 16.4. Validation through analytical solutions confirmed errors below 8.5%, establishing a robust methodology transferable to other agro-industrial equipment design applications. | |
| dc.description.abstract | El presente estudio desarrolló un análisis estático por elementos finitos de una tolva de carga destinada al mejoramiento de procesos de producción agroindustrial, evaluando dos configuraciones de espesor de pared (1.0 mm y 1.5 mm) bajo condiciones operacionales reales. La metodología empleó Autodesk Inventor Professional 2026 para el modelado geométrico y Autodesk Inventor Nastran Editor Utility 2026 para el análisis estructural, implementando la teoría de Janssen para el cálculo de presiones granulares y el criterio de von Mises para la evaluación de tensiones multiaxiales. Los parámetros operacionales consideraron un caudal de 0.5 ton/h, densidad del material de 1,086.96 kg/m³ y fuerzas de impacto de 959.68 N. El estudio de convergencia alcanzó estabilidad numérica con 446,058 elementos, obteniendo tensiones máximas de 42.004 MPa y 17.657 MPa para espesores de 1.0 mm y 1.5 mm respectivamente. La configuración óptima de 1.5 mm demostró reducciones del 58.0% en tensiones y AISI 64.1% en deformaciones, alcanzando un factor de seguridad de 16.4. La validación mediante soluciones analíticas confirmó errores inferiores al 8.5%, estableciendo una metodología robusta transferible a otras aplicaciones de diseño de equipos agroindustriales. | |
| dc.format.extent | 509-523 | |
| dc.identifier.citation | Muñoz , C. G., et al. (2025). Análisis estático de una tolva de carga mediante el método de elementos finitos aplicable a la máquina para el mejoramiento de procesos de producción agroindustrial.. Ciencia y Educación, 6(6.1), 509 - 523. https://www.cienciayeducacion.com/index.php/journal/article/view/1373 | |
| dc.identifier.issn | UTC-XLM-ELM-2025-003-ART | |
| dc.identifier.uri | https://www.cienciayeducacion.com/index.php/journal/article/view/1373 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.utc.edu.ec/handle/123456789/14813 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Ecuador: La Maná: Universidad Técnica de Cotopaxi; Extensión La Maná, Carrera de Electromecánica | |
| dc.subject | ELEMENTOS FINITOS | |
| dc.subject | TOLVA AGROINDUSTRIAL | |
| dc.subject | ANÁLISIS ESTÁTICO | |
| dc.subject | OPTIMIZACIÓN ESTRUCTURAL | |
| dc.subject | PRESIONES GRANULARES | |
| dc.title | “Análisis estático de una tolva de carga mediante el método de elementos finitos aplicable a la máquina para el mejoramiento de procesos de producción agroindustrial” | |
| dc.type | Article |