ANÁLISIS DEL DISEÑO
DE LAS OREJAS DE IZAJE DE UN
AUTOTANQUE DE 8000 GALONES,
APLICANDO ELEMENTOS
FINITOS MEDIANTE SOFTWARE CAE
Revista TECH Carlos Cisneros ISNN 2737-6036, Año 2023, Congreso CICT2023, páginas 11.
ANÁLISIS DEL DISEÑO DE LAS OREJAS DE IZAJE DE UN
AUTOTANQUE DE 8000 GALONES, APLICANDO ELEMENTOS
FINITOS MEDIANTE SOFTWARE CAE.
ANALYSIS OF THE DESIGN OF THE LIFTING EARS OF AN 8000
GALLON AUTOTANKER, APPLYING FINITE ELEMENTS USING
CAE SOFTWARE.
Mariana Elizabeth Villa Orozco1
Byron Hernán Bermeo Jiménez2
Verónica Vanessa Bermeo Jiménez3
Ángel Antonio Chimborazo Aucanshela4
1 IST Carlos Cisneros, Ecuador, mariana.villa@istcarloscisneros.edu.ec
2 IST Carlos Cisneros, Ecuador, byron.bermeo@istcarloscisneros.edu.ec
3 Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Ecuador, vanessa.bermeo@espoch.edu.ec
4 IST Carlos Cisneros, Ecuador, angel.chimborazo@istcarloscisneros.edu.ec
RESUMEN
El objetivo del presente estudio es analizar el diseño de las orejas de izaje de un autotanque de 8000 galones
para transporte de GLP, aplicando normas ASME, y elementos finitos mediante dos softwares CAE (Computer-
Aided Engineering) PrePoMax y Ansys Student, para evaluar la resistencia, la rigidez y el factor de seguridad
y realizar una comparación con investigaciones precedentes.
Se determina la masa del autotanque en vacío con sus accesorios igual a m = 11598.95 kg, que soportará las
orejas durante las operaciones de izaje. Con este valor se diseña determinando sus dimensiones y
posteriormente se modela utilizando un software CAD. Esto incluye definir las dimensiones, geometría y
detalles de construcción. Se procede a validar el diseño mediante los softwares CAE. Se establece: la
geometría, el material SA516-70, mallado, las cargas a un ángulo máximo de α = 45° recomendado por la
norma ASME, W1x = 40229.32 N, W1y = 40229.32 N y condiciones de borde. Se refina la malla para obtener
buenos resultados considerando que el gasto computacional es directamente proporcional a la calidad de
resultados.
En los dos programas se obtuvieron: desplazamientos máximos aproximadamente de ∂max = 0.02mm,
esfuerzos equivalentes máximos según Von Misses de σmax = 56.24 MPa, y factor de seguridad mínimo de
nmin = 4.41. La diferencia de los resultados obtenidos en los programas de simulación es mínima en 0.57%.
Los resultados obtenidos según la colorimetría coinciden que la zona critica es la superficie interna de la oreja.
Según el factor de seguridad obtenido da un margen de seguridad de más del 300% garantizando el
funcionamiento adecuado.
Al realizar la comparación de los resultados obtenidos con otra investigación la diferencia más relevante está
en el factor de seguridad aproximadamente del 58%; esto se debe a las consideraciones establecidas en cada
estudio.
Palabras clave: Izaje, Autotanque, Análisis por elementos finitos, PrePoMax, Ansys Student
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Revista TECH Carlos Cisneros ISNN 2737-6036, Año 2023, Congreso CICT2023, páginas 11.
ABSTRACT
The objective of this study is to analyze the design of the lifting lugs of an 8000 gallon LPG tanker, applying
ASME standards and finite elements by means of two CAE (Computer-Aided Engineering) software PrePoMax
and Ansys Student, to evaluate the strength, stiffness and safety factor and to make a comparison with previous
investigations.
The mass of the empty tank car with its accessories is determined to be m = 11598.95 kg, which will support
the ears during the lifting operations. With this value, it is designed by determining its dimensions and then
modeled using CAD software. This includes defining the dimensions, geometry and construction details. The
design is then validated using CAE software. The geometry, SA516-70 material, meshing, loads at a maximum
angle of α = 45° recommended by the ASME standard, W1x = 40229.32 N, W1y = 40229.32 N and boundary
conditions are established. The mesh is refined to obtain good results considering that the computational
expense is directly proportional to the quality of results.
In the two programs were obtained: maximum displacements of approximately ∂max = 0.02mm, maximum
equivalent stresses according to Von Misses of σmax = 56.24 MPa, and minimum safety factor of nmin = 4.41.
The difference in the results obtained in the simulation programs is minimal at 0.57%. The results obtained
according to colorimetry agree that the critical zone is the inner surface of the ear. According to the safety factor
obtained, it gives a safety margin of more than 300% guaranteeing the proper functioning.
When comparing the results obtained with other research, the most relevant difference is in the safety factor of
approximately 58%; this is due to the considerations established in each study.
Keywords: Lifting, Autotanker, Finite Element Analysis, PrePoMax, Ansys student.
Recibido: 18/09/2023 Aceptado: 27/10/2023
Received: 18/09/2023 Accepted: 27/10/2023
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1. INTRODUCCIÓN
El izaje consiste en una serie de maniobras
logísticas que tienen como objetivo principal elevar
cargas de gran tamaño y peso de manera segura,
utilizando diferentes dispositivos o equipos, tales
como grúas, polipastos o aparejos. Se lleva a cabo
siguiendo procedimientos y normas de seguridad
para evitar accidentes y daños a las personas y
objetos que se están moviendo. Es fundamental
contar con equipos adecuados para realizar un izaje
de forma segura y eficiente.[1]
La historia de su uso se remonta a la antigüedad,
cuando las civilizaciones antiguas desarrollaron
técnicas y dispositivos para mover objetos pesados.
Algunos ejemplos incluyen las eslingas y las cuerdas
utilizadas en la construcción de monumentos
antiguos como las pirámides de Egipto o los
obeliscos.[2]
Con el fin de transportar, localizar, dar
mantenimiento, etc., a los recipientes de presión, es
necesario equiparlos con al menos dos orejas de
izaje [3]. Las orejas de izaje son elementos de
sujeción del tanque. Su principal función es dar
puntos de apoyo para que el tanque pueda ser
elevado y de esta manera transportarlo hacia el sitio
donde va operar. Son por lo general dos placas con
orificios que se sueldan al tanque para sujetarse al
cuerpo cilíndrico del mismo. [4]
En la industria, el diseño y la fabricación de orejas
de izaje se volvieron más especializados, y se
establecieron estándares de seguridad para
garantizar que las operaciones de izaje. La evolución
continua de la tecnología y la ingeniería ha llevado
al desarrollo de orejas de izaje más avanzadas y
seguras, lo que ha contribuido significativamente en
la confiabilidad de las operaciones de elevación de
cargas pesadas [5]. Es importante que estas orejas
de izaje estén diseñadas y utilizadas correctamente
para garantizar la seguridad en operaciones de
elevación y manejo de carga. [6]
Su diseño depende de varios factores y debe seguir
pautas de ingeniería para garantizar la seguridad y
la capacidad de carga adecuada. [7] Debido al
elevado riesgo que existe es fundamental tener un
buen diseño y validación, la presente investigación
tiene como objetivo comprobar el diseño de las
orejas de izaje de un autotanque de 8000Gls para
transporte de GLP (gas licuado de petróleo)
aplicando la norma ASME sección VIII división 1 y
validando con los softwares CAE (Computer Aided
Engineering) PrePoMax y Ansys Student.
En este estudio, el objetivo es adoptar un nuevo
enfoque para diseñar y analizar las orejas de izaje
de un autotanque de 8000Gls para transportar GLP
presurizado, siguiendo los lineamientos
suministrados por el código de la Sociedad
Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME)
[8] y las técnicas análisis de elementos finitos
(FEA). La seguridad es la principal preocupación a
abordar en el diseño de las orejas de izaje,
considerando los riesgos potenciales asociados con
los accidentes. El objetivo principal es validar un
diseño que garantice el más alto nivel de seguridad
y minimice el riesgo de falla.[9]
El proceso de validación del diseño implica el
modelado geométrico con SolidWorks Student,
seguido del análisis con PrePoMax y Ansys Student
que permite investigar los desplazamientos,
deflexiones y las tensiones de Von Mises en las
orejas de izaje encontrando el factor de seguridad,
suministrando información sobre su comportamiento
bajo diferentes condiciones de carga. Al utilizar el
análisis de elementos finitos, se identifica puntos de
tensión importantes en las orejas de izaje y realizar
las modificaciones necesarias para mejorar su
seguridad de ser el caso. El estudio explora la
relación entre varios factores como el
desplazamiento y la tensión. [10]
El diseño por análisis de elementos finitos está
gradualmente superando al uso del diseño
tradicional en la industria de los recipientes a presión
y en elementos de izaje. Debido a los diseños más
exigentes por fiabilidad, seguridad, y costes de
producción, son los responsables del desarrollo de
técnicas de diseño más avanzadas. [11] [12]
El análisis de elementos finitos proporciona
resultados bastante precisos a la hora de calcular y
analizar la fuerza de los recipientes a presión y sus
componentes y accesorios.
Según [13] los beneficios de FEA son:
Acorta los plazos de desarrollo y reduce los
costes de construcción de prototipos
Identifica puntos débiles de forma temprana y
minimiza el riesgo de responsabilidad legal
Encuentra el origen del daño
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Se asegura el funcionamiento de los sistemas y
los componentes
Cumple con los requisitos de regulaciones
nacionales e internacionales
Evaluación y prolongación de la vida útil de los
componentes
2. MATERIALES Y MÉTODOS
El izaje en los recipientes a presión es uno de los
desafíos en la industria, por esta razón se hace uso
del análisis de elementos finitos por las ventajas y
beneficios que presta al momento del diseño.
La metodología utilizada para realizar el análisis de
esfuerzos y desplazamientos en las orejas de izaje
consiste en lo siguiente:
Diseñar la geometría de la oreja del recipiente
en el software CAD.
Establecer los parámetros del análisis estático
estructural.
Definir las propiedades mecánicas del material
dentro del modelo numérico.
Instituir las condiciones de contorno
correspondientes al modelo numérico,
incluyendo los valores de la fuerza
Obtener los valores de distribución de esfuerzos,
desplazamientos y factor de seguridad para
posteriormente realizar la interpretación y
análisis de los resultados.
En la siguiente figura se muestra el autotanque de
Equipinínsula de 8000 Gls que está conformado
principalmente por el recipiente, el bastidor y patas
telescópicas
Figura 1: Autotanque de Equipenínsula
En el diseño de las orejas de izaje se considera las
especificaciones técnicas del autotanque que se
detallan a continuación:
Capacidad: 8000 Gls
Producto a transportar: Gas Licuado de Petróleo
(GLP)
Dimensiones:
Longitud: 11598 mm
Diámetro exterior: 1895 mm
Distancia desde la soldadura de la cabeza -
cuerpo a la oreja de izaje: 350 mm. Ver figura 2.
Figura 2: Dimensiones del Autotanque
Determinación de la capacidad de carga
Inicialmente se calcula la capacidad de carga que se
espera que las orejas de izaje soporten. Esto
depende la masa que se va a elevar o mover.
Para la aplicación de cargas se determinó la masa
del autotanque en vacío con todos sus accesorios
dando un valor de m = 11598.95 kg que deberán
soportar las dos orejas de izaje durante las
operaciones de levantamiento y transporte, como se
detalla en la tabla 1.
Tabla 1. Masa del equipo en vacío [10]
Elementos
Masa (kg)
Cabezas y Cuerpo
6502.70
Bafles
280.50
Bocas
217.00
Bastidor
3191.10
King Pin
652.20
Escaleras Caja de Herramientas
148.70
Soporte Patas Telescópica
336.40
Guardachoque Luces Posterior
95.00
Accesorio de Bocas
130.00
Sistema Eléctrico
45.35
Total:
11598.95
Este valor de la masa m = 11598.95 kg nos sirve
para determinar las dimensiones de las orejas.
Diseño de las orejas de izaje
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Las orejas deben tener una forma y dimensiones
adecuadas para distribuir la carga de manera
uniforme y minimizar el riesgo de fracturas o
deformaciones.
El dimensionamiento se basó en PRESSURE
VESSEL HANDBOOK [14], que instituye la
geometría, dimensiones y material. El diseño por
este método establece las siguientes condiciones:
El ángulo α es máximo 45°
El material debe tener una resistencia mínima de
Sadm = 482.63 MPa
La dirección de la fuerza está en el plano de las
orejas
En la figura 3 y tabla 2 se muestra las dimensiones
de la las orejas de izaje.
Figura 3: Esquema de las orejas de izaje [14]
Tabla 2. Dimensiones de las orejas de izaje [14]
Vessel
Weight
(kg)
D
(mm)
T
(mm)
R
(mm)
H
(mm)
L
(mm)
5442
25.40
12.70
38.10
127.00
254.00
9070
28.58
19.05
50.80
152.40
254.00
13605
34.93
25.40
53.98
152.40
254.00
22676
41.28
31.75
63.50
177.80
304.80
Para una carga de m = 11598.95 kg, de la tabla 2 se
toma el inmediato superior m = 13605 kg; con este
valor de carga se obtiene las dimensiones de la oreja
de izaje en mm para trabajar en el sistema
Internacional como se muestra en la figura 4.
Modelado según el diseño
Con las dimensiones seleccionadas de las orejas de
izaje se modela en un software CAD, con el objetivo
de realizar el análisis estático para determinar el
comportamiento de la pieza bajo diferentes
condiciones de carga.
Esta pieza es utilizada para el cálculo y rendimiento
del diseño en estudio. Para importar la pieza en
PrePoMax se guardó en la extensión STL (.stl) y
para el programa Ansys Student 2023 en la
extensión de ParaSolid (.x_t;.x_b).
Figura 4: Modelamiento del diseño de oreja de
izaje
Determinación de las fuerzas
Con la masa en kg del autotanque se calcula su
peso.
ܹൌ݉כ݃ (1)
Donde:
W = Peso en [N]
m = masa en [kg]
g = gravedad en [m/s2]
ܹൌͳͳͷͻͺǤͻͷ כͻǤͺͳ ௠
௦మ
ܹൌͳͳ͵͹ͺͷǤ͹
Debido a que son dos orejas de izaje como se
muestra en la figura 5 el peso calculado se divide
para dos teniendo:
Figura 5: Oreja de Izaje en un recipiente horizontal
[14]
ܹ
ଵൌଵଵଷ଻଼ହǤ଻୒
ଶ
ܹ
ଵൌͷ͸ͺͻʹǤͺͷ
Con el valor del peso total y el máximo ángulo según
el Pressure Vessel Handbook considerado es α =
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45°, se determina las componentes en los ejes X e
Y, realizando los cálculos correspondientes se
obtiene:
ܹ
ଵ௫ ൌͶͲʹʹͻǡ͵ʹܰ ܹ
ଵ௬ ൌͶͲʹʹͻǡ͵ʹܰ
Selección del material:
Debe elegirse un material resistente y duradero que
pueda soportar la capacidad de carga deseada. Para
este estudio se selecciona el acero SA516-70 como
material de las orejas de Izaje en función a la tensión
admisible que considera Pressure Vessel Handbook
[14] mínimo de Sadm = 482.63 MPa.
Este material tiene las siguientes propiedades [15]:
Resistencia a tracción: (482 – 620) MPa
Alargamiento (min.) 50 mm: 0.21.
Densidad: (7800 – 8000) kg/m3
Módulo de Elasticidad: (190 – 210) GPa
Coeficiente de Poisson: 0.27 – 0.30.
Con la oreja de izaje diseñada, modelada, las
propiedades mecánicas del material y los valores de
las fuerzas a aplicarse, se procede al análisis
mediante elementos finitos utilizando los softwares
CAE: PrePoMax y Ansys Students.
Los dos softwares son de gran ayuda para el diseño
de las orejas de izaje debido a que, ayuda
comprender las implicaciones y los riesgos del
diseño y de esta manera poder optimizar y tomar las
mejores decisiones.
Pre procesamiento
El pre procesamiento de análisis estático es la etapa
inicial y que consume más tiempo, donde se
preparan los datos y se realiza la configuración
necesaria antes de efectuar el estudio.
Se agrega el material SA 516-70 seleccionado
previamente por sus características mecánicas,
donde el Módulo de Young se considera de E = 200
GPa y el coeficiente de Poisson igual a ν =0.28.
Mallado
El refinamiento de la malla en cualquier software
CAE para análisis estáticos se realiza para mejorar
la precisión de los resultados, capturar efectos
locales, variaciones en el modelo y representar de
manera más precisa características geométricas
complejas o detalles finos.
En PrePoMax la malla que proporciona
generalmente suele ser muy gruesa, obteniendo un
número de elementos igual a 947 y numero de nodos
de 2052.
Con el objetivo de mejorar la calidad de resultados
se refina la malla con una dimensión máxima de
elementos de 3.75 mm y mínimo de 0.3 mm como
muestra la figura 6. Aumentando el número de
elementos a 59140 y número de nodos a 90144.
Figura 6: Malla refinada PrePoMax
En Ansys Student por defecto presenta una malla
gruesa con un número de elementos igual a 206 y
número de nodos de 1365. Se busca la mejor
estrategia de mallado en las zonas de influencia para
lo cual se agregar estrategias de Inflation y Face
Sizing aumentando el número de elementos a 44096
y número de nodos a 94693. Ver figura 7.
Figura 7: Creación de malla mediante la técnica de
Inflation y Face Sizing
Condiciones de contorno
En la oreja de Izaje se considera la aplicación de la
carga en el orificio debido a la conexión de los
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elementos para elevar y trasladar el recipiente como
se muestra en la figura 5. En los softwares
PrePoMax y Ansys Student se especifica las
componentes encontradas W1x y W1y, ubicando los
valores correspondientes en F1 = X, F2 = Y, F3 = Z.
Se considera un apoyo fijo Fixed en la parte inferior
de la oreja de izaje donde va soldado al autotanque,
interpretando el programa que no existe
desplazamientos en ninguna componente X, Y e Z y
que se trata como geometría fija; como muestra la
figura 8 y 9.
Figura 8: Condiciones de Contorno PrePoMax
Figura 9: Condiciones de Contorno Ansys Student
Procesamiento
Es esencial que el diseño cumpla con las
regulaciones y estándares de seguridad aplicables
para lo cual se simula en los dos softwares que
permite cuantificar y validar desplazamientos
máximos, esfuerzos máximos que soporta la oreja
de izaje y saber cuál es el factor de seguridad con el
cual se estaría trabajando.
Una vez realizado las tareas de construcción del
modelo, generación de la malla, asignación del
material y la definición de las condiciones de
contorno, el objetivo del procesamiento es configurar
adecuadamente los datos para obtener resultados
precisos y confiables en el análisis estático.
3. RESULTADOS
Los resultados obtenidos con el software PrePoMax
se lo realiza con un número de elementos de 59140
y número de nodos de 90144.
Mientras que los resultados que se obtuvieron del
software Ansys Student se lo realizaron con un
número de elementos de 44096 y número de nodos
de 94693.
Desplazamientos obtenidos
En PrePoMax se obtuvo un desplazamiento máximo
de ∂max = 0.01996 mm, según la colorimetría muestra
que existe mayor deformación en la sección donde
se aplica la fuerza y la zona superior izquierda en
dirección de la fuerza aplicada. Ver figura 10.
El Ansys Student mostró que la oreja de izaje tiene
un desplazamiento máximo de ∂max = 0.020074 mm,
la misma deformación se puede identificar por la
colorimetría mostrada en la figura 10.
Figura 10: Desplazamiento máximo según
PrePoMax y Ansys Student
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Esfuerzo equivalente según Von Misses
Seguidamente se analizó el esfuerzo equivalente
que muestra la oreja de izaje, los resultados que se
pudieron observar con el software PrePoMax
aplicando el criterio de Von Mises es de σmax = 56.27
MPa como máximo y como mínimo σmin = 0.3607
MPa. Con Ansys Student se obtuvó σmax = 56.596
MPa y un mínimo de σmin = 0.23438 MPa. En la figura
11 se observa que los esfuerzos máximos de Von
Mises analizados en los dos softwares se focalizan
en el orificio de la oreja.
Figura 11: Esfuerzos máximos y mínimos según
Von Mises en PrePoMax y Ansys Student
Cálculo del factor de seguridad.
Como validación final se analiza los factores de
seguridad para garantizar que las orejas de izaje
sean lo suficientemente confiables y seguras para
las condiciones de trabajo previstas.
En PrePoMax no se puede determinar el factor de
seguridad de forma directa, sin embargo, con el
esfuerzo equivalente máximo obtenido en el
programa y la resistencia a la fluencia del material se
determina el factor de seguridad como se muestra a
continuación.
݊ൌௌ೤
ఙ೐೜ೡ
(2)
Donde:
n = factor de seguridad
Sy = Resistencia de fluencia en [MPa]
σeqv = Esfuerzo equivalente en [MPa]
݊ൌʹͶͻܯܲܽ
ͷ͸Ǥʹ͹ܯܲܽ ൌͶǤͶͶʹͶ
Ansys Student permite determinar el factor de forma
directa teniendo valor mínimo de
ո
mín = 4. Ver figura
12.
Figura 12: Factor de seguridad según Ansys
Student
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Se realiza la comparación de los resultados
obtenidos en PrePoMax y Ansys del desplazamiento
máximo, el esfuerzo equivalente máximo según Von
Misses y el factor de seguridad mínimo como se
muestra en la siguiente tabla.
Tabla 3. Resumen de los resultados obtenidos
PrePoMax
Ansys
Student
Diferencia
máximo (mm)
0.01996
0.020074
0.000114
(0.57%)
Equivalente
máximo (Von
56.27
56.596
0.326
(0.57%)
Seguridad
4.4424
4.4173
0.02517
(0.57%)
Los dos softwares arrojan resultados muy similares
de las tres variables calculadas como se puede
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observar en la tabla 3 con una diferencia
aproximadamente del 0.57% que representa valor
mínimo.
Los esfuerzos máximos se dan en la superficie
interna del agujero llegando a ser la zona crítica de
la oreja de izaje a la cual se conectará los elementos
para la elevación del autotanque. Cabe recalcar que
a pesar de ser está la zona crítica cumple con un
factor de seguridad mayor a cuatro.
En los dos softwares la zona crítica respecto a los
desplazamientos es la parte superior izquierda de la
oreja. En particular, se encontró que los
desplazamientos máximos no supera la elongación
admisible del material seleccionado, lo que indica
que se encuentra completamente apropiado.
Se realiza adicionalmente una comparación con la
investigación denominado “Diseño de un autotanque
de cabeza semiesférica de 8000Gls para transporte
de GLP, mediante la aplicación de software CAE”,
con el presente trabajo debido a que tienen iguales
valores de carga, dimensiones y el mismo material
de la oreja. Se considera:
Condiciones de bordes: en el orificio de la oreja
el apoyo fijo, mientras que la aplicación de la
carga en la parte inferior.
Ángulo de inclinación de la carga de α = 270°
Los resultados obtenidos son: desplazamiento
máximo de ∂max = 0.027mm, esfuerzo
equivalente máximo según Von Misses σmax =
50.28 MPa y un factor de seguridad mínimo de
ոmín = 9.59
En la presente investigación presenta las siguientes
diferencias con la investigación en comparación:
Condiciones de borde: en la parte inferior de la
oreja va soldada al cuerpo del recipiente por lo
tanto se consideró como el soporte fijo mientras
el agujero es la zona en donde se aplica la carga
debido a que es donde se va colocar los
elementos de izaje que permitirán la elevación y
traslado del recipiente de presión.
El ángulo de inclinación de la carga es según los
requerimientos del Pressure Vessel α = 45°
Los resultados obtenidos son: desplazamiento
máximo de ∂max = 0.020mm, esfuerzo
equivalente máximo según Von Misses σmax =
56.27 MPa y un factor de seguridad mínimo de
ոmín = 4.41.
Las diferencias entre las dos investigaciones que
tienen los mismos parámetros se presentan
principalmente debido a las consideraciones
realizadas en las condiciones de borde y en el
ángulo de inclinación de la carga, que se ven
reflejadas en los resultados obtenidos como son: en
los desplazamientos una variación entre las dos
investigaciones de Δ∂ = 0.007 mm; en el esfuerzo
equivalente máximo según Von Misses Δσmax = 6
MPa y en el factor de seguridad Δ
ո
mín = 5.5.
5. CONCLUSIÓN
Con base en la aproximación obtenida por medio del
análisis de elementos finitos mediante la utilización
de los Software PrePoMax y Ansys Student, se tiene
que el valor máximo del esfuerzo según Von Misses
es de σmax = 56.2 MPa el cual se encuentra por
debajo del límite de fluencia del material ܵݕ = 249
MPa, y al esfuerzo admisible de ܽ݀݉= 482 MPa. Se
observa un desplazamiento máximo de
aproximadamente de ∂max = 0.02 mm por muy por
debajo del alargamiento permitido.
La mayor intensidad del esfuerzo está localizada en
el orificio de la oreja de izaje, por lo tanto, se
recomienda suavizar las tensiones mediante un
tratamiento térmico.
Vale la pena señalar que el mayor desplazamiento
ocurrió en la zona donde se aplica la fuerza y la zona
cercana, sin embargo, este desplazamiento es
pequeño.
La validación del diseño de orejas de izaje se realizó
con la metodología de comparación entre los
resultados de dos softwares CAE mediante el anális
de elementos finitos. De los mismo se pudo
demostrar que cumple con todos los requisitos de
diseño, carga y seguridad establecidos, el cual podrá
ser utilizado para las operaciones de elevación.
El análisis de validación demuestra que el diseño de
la oreja de izaje está con un factor de seguridad
aceptable y adecuado n = 4.4; identificando un
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margen de seguridad de más del 300% es decir
puede soportar más de tres veces la carga aplicada.
El método de elementos finitos ha proporcionado
resultados consistentes, estableciendo la confianza
y la validez de los ensayos virtuales realizados sobre
las orejas de izaje para un autotanque de 8000 Gls.
Entre la investigación denominado “Diseño de un
autotanque de cabeza semiesférica de 8000Gls para
transporte de GLP, mediante la aplicación de
software CAE”, y la presente investigación, la
diferencia más relevante encontrada está en el factor
de seguridad que tiene una variante muy elevada de
aproximadamente el 58%; esto se debe a que las
condiciones de borde y la carga aplica en el primer
caso no están acorde a lo establecido por las normas
ASME.
6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] «Suarez - 2015 - ELABORACIÓN DE UN
MANUAL DE OPERACIÓN PARA IZAJE D.pdf».
Accedido: 11 de septiembre de 2023. [En línea].
Disponible en:
https://repositorio.uptc.edu.co/bitstream/handle/001/
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6A06160A7A66C06BD?sequence=1
[2] «Tesis_Celia_Domínguez.pdf». Accedido: 5
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https://repositorio.uni.edu.pe/bitstream/20.500.1407
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