Optimización estructural para pinza mecánica de 2, 3 y 4 dedos mediante el método de elementos finitos

Resumen

En la industria, las aplicaciones de escoger y colocar son comunes en muchos procesos. Sin embargo, las pinzas juegan un papel primordial para la correcta sujeción y el soporte del material a manejar. En este artículo se presenta la optimización topológica para pinzas mecánicas de 2, 3 y 4 dedos con las mismas especificaciones de uso. El objetivo es presentar un análisis estructural, la cantidad de material y el factor de seguridad. El trabajo consiste en desarrollar un modelo físico de las pinzas, definir el tipo de mallado y definir las condiciones de frontera. Posteriormente, un análisis de elemento finito y la optimización topológica son desarrollados para la obtención de resultados de deformación, esfuerzo y factor de seguridad. Los resultados muestran que en la sección de la falange 1 para los tres casos presentan deformación, sobre todo en la pinza de dos dedos con valor de 2.4205 mm. Los valores con menor esfuerzo se presentan en la pinza de 4 dedos con valores de 29.25 MPa. Y el factor de seguridad se encuentra por arriba de 2 en todos los casos.  Por último, la optimización de material de las pinzas de 2, 3 y 4 dedos donde la máxima pérdida de material ocurre en la pinza de 4 dedos con valores del 20% en las zonas con menores valores de estrés como en el soporte de base y en la falange 1.