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Conceptos que los ingenieros mecánicos deben comprender

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La ingeniería mecánica y títulos similares son algunos de los conjuntos de habilidades más demandados por los nuevos graduados. Hay ciertos principios mecánicos y físicos que todo ingeniero mecánico debe entender como la palma de su mano si quiere sobresalir en su carrera. Si ya conoce todos estos principios, es probable que sea bastante bueno en su trabajo.

Al diseñar cualquier número de piezas complejas y precisas, tener en cuenta los espacios y tolerancias es clave. Una tolerancia en términos de ingeniería generalmente se define como el límite permisible o los límites de variación de una pieza.

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Esto se vuelve importante cuando solicita piezas como tuercas y pernos o intenta determinar qué proceso de fabricación utilizar para crear su diseño. Ciertas máquinas tendrán una tolerancia máxima y si necesita una tolerancia más estricta, entonces necesita encontrar una nueva máquina. Las holguras salen naturalmente de las tolerancias. Por ejemplo, es posible que sepa que debe mantener una autorización de 2 cm + o - 1 cm. Es probable que este espacio libre esté allí para evitar la fricción o para evitar que la pieza se enganche con otra pieza móvil. La tolerancia de este valor de holgura sería de 1 cm. ¿Todo tiene sentido?

Que la fuerza, la presión y la fricción te acompañen. Las fuerzas son la medida de la masa por la aceleración. Son los que determinan nuestra vida diaria. La fricción y la presión son ambos tipos de fuerzas, a menudo las más discutidas. Centrándonos en este último, la fricción es la razón por la que todo funciona como lo hace. Sin él, todos nos deslizaríamos sin cesar como en una máquina de pinball de la vida real. La fricción es una fuerza de resistencia que se ejerce sobre un objeto cuando entra en contacto con otro objeto.

Hay fricción cinética y estática, cada una de las cuales suele tener un coeficiente diferente para una superficie determinada. Esencialmente, la fricción es una fuerza de resistencia que puede variar según las propiedades de la superficie, las velocidades y las aceleraciones. La presión es similar a la fricción en que es una fuerza continua que se ejerce contra un objeto cuando algo está en contacto con él. También se da como una fuerza en un área específica, piense en libras por pie cuadrado (psi).

La velocidad es la velocidad de algo en una dirección determinada. La velocidad es generalmente una especie de vector, lo que significa que tiene un valor de velocidad numérico y un valor direccional. La aceleración, por otro lado, es el cambio de velocidad en un tiempo determinado. En términos de física, puede haber una aceleración tanto positiva como negativa, y lo negativo a menudo se denomina desaceleración.

Comprender estos dos conceptos de velocidad y aceleración es fundamental para la vida como ingeniero. Todos los demás principios, como el trabajo, la energía, las fuerzas ... todo, se basan en su comprensión de estos conceptos.

El trabajo se basa en los principios de la fuerza. Si se trabaja en un objeto, se aplica una fuerza a ese objeto para moverlo una cierta distancia en una determinada dirección. La energía es la capacidad de realizar un trabajo. Por ejemplo, cuando estás en un automóvil en la cima de una montaña rusa. Tienes una cierta cantidad de energía, o potencial, para caer por la pista y ganar velocidad. A medida que comienza a caer, su potencial o energía comienza a disminuir a medida que la fuerza de gravedad comienza a trabajar en usted.

Piense en la energía como la moneda para trabajar. Su gerente le paga en energía y usted, a su vez, trabaja todo el día. Recuerde, eso es solo una analogía, no nos pagan en Red Bulls, al menos a mí no. Estos principios no son difíciles si comprende las fuerzas y, en última instancia, las aceleraciones, pero como todo en física, todo se basa en los principios anteriores.

La tensión es la fuerza por unidad de área y la deformación es la desviación o cambio de forma como resultado de la tensión. En otras palabras, el estrés es la cantidad de exámenes que tienes que realizar cuando estás en la universidad, y la tensión es el poco tiempo libre que tienes en tu agenda. Estos conceptos se vuelven realmente importantes en las ciencias de los materiales. Sus valores cambiarán para diferentes materiales, a menudo denominados tensión y deformación máxima para un material determinado. Exceder estos valores máximos a menudo resulta en deformación o falla de la pieza.

Todos estos conceptos eran de naturaleza física y también implican muchas matemáticas. Muchos ingenieros mecánicos usan estos principios a diario, aunque no siempre en la forma en que los usas en la clase de física en la universidad. La mayoría de los programas CAD y otras herramientas informáticas eliminarán la complejidad del cálculo y determinarán todos estos valores automáticamente.

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Eso no significa que no tenga que comprender los principios, pero facilita un poco el trabajo del ingeniero mecánico.


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