Modelo de elemento finito para el corte de la fibra de Agave tequilana Weber

Abstract

En este trabajo, se desarrolla y valida un modelo 3D de elemento finito explícito. El modelo simula la interacción cuchilla-fibra durante el proceso de cor te de la fibra de Agave tequilana Weber. Para el estudio, se modela una cuchilla con características geométricas con borde liso y ángulo de ataque de 30°. La cuchilla se considera como cuerpo rígido con propiedades mecánicas de un acero convencional. El material de la fibra sigue un modelo elastoplástico bilineal utilizando las propiedades mecánicas de la fibra de agave El modelo permite estudiar la distribución de los esfuerzos, las deformaciones plásticas, la energía unitaria y la fuerza; que se presentan durante el corte de la fibra. El error de la energía unitaria obtenida por simulación (2,68 J cm-2) comparada con la experimental (2,77 J cm), es del 3,25%. La fuerza máxima que requiere la cuchilla para cortar una sección transversal de 1,0 cm2-2 de agave es 238 N, y la fuerza de corte presenta un comportamiento similar al encontrado en otros estudios. El modelo es una herramienta útil para analizar el proceso de corte, y los parámetros obtenidos pueden utilizarse para mecanizar la cosecha.