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Convertir estructuras de Solidworks a CYPE3D

En este post os mostraré lo sencillo que es convertir vuestras estructuras de barras diseñadas en SOLIDWORKS en modelos analíticos para calcularlas con el programa CYPE3D.

Si bien estas estructuras pueden calcularse con SOLIDWORKS Simulation, yo quiero enseñaros esta otra alternativa para aquellos que sois usuarios de las herramientas de Cype Ingenieros y queráis aprovechar todo el potencial de modelado que tiene SOLIDWORKS. Trabajando de este modo no encontraréis limitaciones o complicaciones a la hora de diseñar entramados estructurales complejos.

No existe, al menos por el momento, una forma directa que permita convertir los modelos de SOLIDWORKS a modelos de cálculo de CYPE3D, esto se debe, en parte, a que SOLIDWORKS no es un programa BIM como sí lo son todos los programas de Cype Ingenieros.

Pero como veréis esto no es ningún problema, haciendo uso de las herramientas de croquizar de SOLIDWORKS y tomando el modelo 3D como referencia podemos confeccionar ese modelo analítico, bastará con trazar líneas croquizadas las cuales se irán intersecando entre sí para materializar en este caso lo que serían los nodos del modelo analítico de barras para un cálculo matricial.

Una vez resuelto el croquis representativo de todas las barras, el siguiente paso es guardar el modelo como IGES. Este fichero debemos convertirlo en un archivo DWG o DXF, para ello podemos hacer uso de cualquier aplicación CAD, aprovechamos en esta aplicación para reescalar el modelo analítico pues CYPE3D trabaja en metros, no en milímetros, aunque esta escala también se puede aplicar en CYPE3D.

Ya en CYPE3D importamos el fichero DWG o DXF, como veréis, la traducción a barras y nodos de CYPE es automática, lo único que nos quedaría por definir entre otras cosas sería la descripción de las barras, su disposición, restricciones, cargas…

Os voy a dejar un vídeo de cómo lo hice yo, puedes ver sólo el vídeo porque no tiene audio.

Mejoras en el rendimiento de SOLIDWORKS Simulation.

Han sido muchas las mejoras y novedades introducidas en las nuevas versiones de SOLIDWORKS. En este post nos centraremos en lo relativo al aumento de rendimiento de SOLIDWORKS Simulation 2020, implementado para estudios estáticos lineales y optimizado para casos de carga múltiple, con esta actualización notaréis una sorprendente reducción de tiempo de solución total, os muestro la diferencia con un primer caso de estudio, se trata de la optimización topológica de una biela sometida a una serie de casos de carga:

El cálculo efectuado en SOLIDWORKS Simulation 2019 arroja un tiempo de solución total de 15 minutos 42 segundos.

Este mismo caso resuelto con SOLIDWORKS Simulation 2020 reporta los resultados con un tiempo de solución total de 10 minutos 47 segundos.

Esto supone una reducción de tiempo de aproximadamente un 30%.

SOLIDWORKS Simulation 2019

Rendimiento SOLIDWORKS Simulation

SOLIDWORKS Simulation 2020

Optimización Topológica 2020

Pero podréis notar reducciones mucho más espectaculares dependiendo del tipo de estudio, por ejemplo, resolviendo un estudio estático lineal para este amortiguador hemos pasado de un tiempo de solución total 7 minutos 18 segundos a nada menos que 1 minuto 41 segundos, esto supone una reducción en el tiempo de cálculo superior a un 70%, espectacular!

SOLIDWORKS Simulation 2019

Estudio estático lineal 2019

SOLIDWORKS Simulation 2020

Estudio estático lineal 2020

Como conclusión, podemos afirmar, sin lugar a dudas, que el rendimiento de SOLIDWORKS Simulation 2020 aportará una mejora significativa a vuestro flujo de trabajo, aumentando vuestra productividad.

Diferencias entre un ESTUDIO DE TENSIÓN TÉRMICA y un ESTUDIO TÉRMICO

Hoy vamos a analizar las posibilidades existentes en SOLIDWORKS Simulation a la hora de realizar análisis térmicos, centrándonos en los estudios de tensión térmica y los estudios térmicos.

estudio térmico

1.- En los estudios de tensión térmica, disponible en el paquete SOLIDWORKS Simulation Standard, podemos determinar las tensiones, deformaciones, desplazamientos y reacciones debidas a una carga térmica que nosotros introducimos en nuestro modelo como temperatura aplicada sobre una cara o sólido. Podríamos asignar diferentes temperaturas en distintas caras/sólidos.

Los resultados que reportan los estudios de tensión térmica son entre otros:

Tensiones de von Mises:

estudios de tensión térmica

Desplazamientos:

estudio térmico simulation

2.- Los Estudios Térmicos, disponible en el paquete SOLIDWORKS Simulation Professional, se ocupan de analizar la transferencia de calor en cuerpos sólidos y nos permiten calcular los flujos de calor, así como la distribución de temperaturas en nuestros modelos (gradientes de temperatura).

En los estudios Térmicos se analiza diferentes modos de transferencia de calor:

Conducción

conducción del calor simulation

Convección

convección simulación
convección natural

Radiación

radiación

Los resultados que reportan los Estudios Térmicos son entre otros:

Distribución de temperaturas:

distribución de temeraturas

Flujo de calor resultante:

flujo de calor

mejoras solidworks 2020

Mejoras en Simulación: SOLIDWORKS Simulation 2020

Seguimos con la serie de post sobre las mejoras que traerá SOLIDWORKS 2020, tanto en CAD como en Multiproduct. Estos son los otros posts:

Post 1: Mejoras en SOLIDWORKS CAD 202
Post 2: Mejoras en rendimiento en MULTIPRODUCT 2020
Post 3: Mejoras en gestión de datos: SOLIDWORKS PDM y Manage 2020
Post 5: Mejoras en documentación técnica: SOLIDWORKS Composer y Visualize

Ahora nos toca hablar de simulación.

Simulation

  • En cuanto a la interfaz de usuario, ahora podremos usar SHIFT + C para contraer el gestor y tener el control del Feature Manager de Simulation.
  • Evaluador de simulación: El evaluador de simulación comprueba la configuración de un estudio para determinar si es la idónea para obtener una simulación correcta.
    El Evaluador de simulación comprueba las condiciones relacionadas con la carpeta de resultados, la capacidad de almacenamiento de la unidad de resultados, los materiales utilizados en la simulación y el volumen de malla. Si las condiciones en el estudio impiden que la simulación se ejecute de modo satisfactorio, el cuadro de diálogo del Evaluador de simulación informa acerca de las medidas oportunas que se pueden tomar.
  • Eliminador de estudios sin cargar: en 2020 cualquier estudio puede ser borrado sin cargar resultados, ahorrando tiempo eliminando datos no deseados.
  • Cargas térmicas para vigas: Podrás aplicar cargas térmicas en juntas de viga y sólidos de viga. Después de ejecutar un análisis térmico en un modelo con vigas, se pueden importar las temperaturas a estudios estáticos lineales, estáticos no lineales, de frecuencia, de pandeo o dinámicos no lineales; para realizar análisis de tensión.
    ¿Cómo se hace?
mejoras SOLIDWORKS simulation 2020
  • Malla de alta calidad y de calidad mixta en borrador: Se ha mejorado la formulación de malla para estudios estáticos lineales, con lo que los elementos sólidos de alta calidad y de borrador pueden coexistir en la misma definición de malla. Se pueden seleccionar los sólidos que deseamos mallar mediante una malla de alta calidad o de borrador. La simulación se ejecuta con una definición de malla híbrida que tiene, al mismo tiempo, elementos de borrador y tetraédricos de alta calidad. La malla híbrida solo está disponible para estudios estáticos lineales con sólidos.
  • Conexión distribuida: La introducción del acoplamiento distribuido mejora la formulación de conectores de pasadores y pernos.

    Básicamente, el acoplamiento distribuido permite la deformación de caras asociadas a conectores de pasadores y pernos, con lo que el nivel de realismo de la representación del comportamiento del conector es mucho mayor. El acoplamiento distribuido para pasadores y pernos solo está disponible para los estudios estáticos lineales.

    Cuando se define un Tipo de conexión como Distribuida, una formulación de acoplamiento distribuido conecta un nodo de referencia (nodo de elemento de viga de un vástago de perno) a un grupo de nodos de acoplamiento dentro de las regiones de impresión de la cabeza y tuerca de un perno. El acoplamiento distribuido restringe el movimiento de los nodos de acoplamiento a la traslación y la rotación del nodo de referencia.
conexión de perno distribuida
  • Fuerzas de cuerpo libre para estudios no lineales: Para resultados más detallados, después de ejecutar un estudio estático no lineal o dinámico no lineal, se pueden indicar las fuerzas de cuerpo libre en entidades geométricas seleccionadas que se desea aplicar en cada paso de solución.

Plastics

  • Mejoras en mallas: se ha optimizado el flujo de trabajo de creación de malla
  • Condiciones de contorno basadas en geometría: En esta nueva versión se pueden asignar más condiciones de contorno a las entidades geométricas directamente que en versiones anteriores.

    Puedes aplicar estas condiciones de contorno en entidades geométricas, tales como:
    Injection Location
    Válvulas de control
    Temperatura de la pared del molde
    Fuerza de cierre
    Cara de simetría
    Insertar propiedades (antes, Insertar contorno)
    Respiraderos
    Excluir de deformación (Elemento canal de colada, en versiones anteriores).
    Canales calientes prellenados
    Entrada de refrigerante

Aunque la mayor parte de las condiciones de contorno están basadas en geometría, las siguientes siguen estando basadas en malla:

  1. Condiciones límites de deformación
  2. Factor de flujo de inyección
  3. Modificar espesor local

calcular en simulation

Calcular cordones de soldadura con SOLIDWORKS Simulation – Parte 3

Vamos con el tercer post de esta serie de cómo calcular cordones de soldadura con SOLIDWORKS Simulation.

Los anteriores fueron: Parte 1 y Parte 2

EJERCICIO 3: UNIÓN DE CHAPAS POR SOLAPE – SOLDADURA EN ÁNGULO

Se trata de comprobar el cordón de soldadura en ángulo dispuesto entre una chapa base y un tubo rectangular de espesor 5 mm, la chapa base la fijaremos en el espacio y al tubo lo someteremos a una fuerza de tracción de 50 kN aplicados en el extremo libre.

Contamos con dos sólidos independientes, a los que hemos asignado un acero S275JR.

Como la pieza terminada tiene que ser una entidad de tipo superficie debemos transformarla, para ello hacemos uso del comando Equidistanciar superficie y definimos las superficies en las caras externas del tubo con valor de equidistancia igual a 0 mm.

Acto seguido eliminamos el sólido de este tubo para quedarnos únicamente con la superficie que representará la cara externa de sus paredes.

Para poder seleccionar correctamente las aristas que queremos soldar debemos partir las caras laterales del tubo, para ello croquizamos una línea en el plano de testa de la chapa base y a continuación utilizamos el comando Línea de partición.

Cumplida esta condición iniciamos nuestro estudio de tipo Análisis estático y le damos el nombre CORDONES LATERALES.

En el gestor de simulación, bajo la carpeta de Piezas vemos que el material se ha asignado a todos los componentes porque ya ha sido definido en el gestor de diseño, pero para la superficie no se ha definido todavía el espesor real del tubo.

Editamos su definición e ingresamos el valor de 5 mm. En equidistancia elegimos Superficie inferior para que el espesor vaya hacia el interior del tubo.

En la carpeta Conexiones agregamos entonces el conector de tipo Soldadura de arista… en este caso elegimos el tipo Redondeo, de un único lado.

A continuación, en el primer campo, seleccionamos la cara de la superficie que representa la pieza terminada y en el segundo campo, seleccionamos la cara de la otra chapa, la arista se selecciona automáticamente.

Elegimos el Estándar europeo y cubrimos el resto de los datos como figura en la captura.

Creamos otro cordón idéntico para el lado opuesto.

Editamos ahora el contacto global para evitar que las caras en contacto se unan rígidamente, elegimos el tipo Sin penetración.

Ahora asignamos una sujeción de tipo

Geometría fija… a la cara inferior de la chapa base.

El siguiente paso es aplicar una carga de tipo Fuerza… sobre la arista del extremo libre del tubo, esta fuerza valdrá 50 kN o 50.000 N y será de tracción.

Ahora mallamos el modelo con una malla basada en curvatura y con los valores predeterminados.

Ejecutamos ahora el estudio.

En el menú contextual de la carpeta Resultados elegimos Definir trazado de comprobación de soldadura.

Aceptamos el PropertyManager

Nos aparece una ventana que nos informa de que todos los conectores de soldadura cumplen, el espesor de garganta teórico sería 2 mm pero el mínimo constructivo es de 3 mm.

pieza soldada y simulation

Calcular cordones de soldadura con SOLIDWORKS Simulation – Parte 2

Seguimos con la serie de posts de «Calcular cordones de soldadura con SOLIDWORKS Simulation»

Parte 1 – Ahora vamos con la parte 2, el caso práctico a resolver es el siguiente:

EJERCICIO 2: UNIÓN DE TUBO A TOPE EN T – SOLDADURA EN ÁNGULO

Se trata de comprobar el cordón de soldadura en ángulo dispuesto entre una chapa base y un tubo circular, la chapa la fijaremos en el espacio y el tubo lo someteremos a una fuerza de tracción de 200 kN aplicados en el extremo libre.

Contamos con dos sólidos independientes, a los que hemos asignado un acero S275JR.

pieza soldada simulation

Como la primera entidad ha de ser siempre la pieza terminada, es decir, la que no es pasante, y tiene que ser además una entidad de tipo superficie debemos transformar la pieza terminada en una entidad de tipo superficie, para ello hacemos uso del comando Superficie media… acto seguido eliminamos el sólido de esta chapa para quedarnos únicamente con la superficie que representará la fibra neutra de dicha chapa.

solidworks comandos

Cumplida esta condición iniciamos nuestro estudio de tipo Análisis estático y le damos el nombre SIN CARTELAS.

En el gestor de simulación, bajo la carpeta de Piezas vemos que el material se ha asignado a todos los componentes porque ya ha sido definido en el gestor de diseño, pero para la superficie no se ha definido todavía el espesor real de la chapa.

Editamos su definición e ingresamos el valor de 5 mm.

En la carpeta Conexiones agregamos entonces el conector de tipo Soldadura de arista… en este caso elegimos el tipo Redondeo, de un único lado.

A continuación, en el primer campo, seleccionamos la cara de la superficie que representa la pieza terminada y en el segundo campo, seleccionamos la cara de la otra chapa, que en este caso la estamos tratando como un sólido. Se selecciona de forma automática la arista de intersección de estas dos entidades.

En Orientación de soldadura debemos asegurarnos de que la flecha radial de la zona de gráficos apunte hacia fuera, esta flecha indica el lado por donde discurre el cordón.

estandar europeoAhora, elegimos qué normativa vamos a emplear para efectuar la comprobación y/o dimensionado del cordón, en este caso vamos a emplear el Estándar europeo que se basa en el Eurocódigo EC3.

Completamos el resto de los valores.

Como la pieza más delgada a unir tiene un espesor de 5 mm, el tamaño mínimo de espesor de garganta tendrá que ser de 3 mm, por otro lado, el tamaño máximo será 0,7 x 5 = 3,5 mm, nosotros escogemos 3 mm como tamaño estimado.

Ahora asignamos una sujeción de tipo Geometría fija… a la cara inferior de la chapa base.

El siguiente paso es aplicar una carga de tipo Fuerza… sobre la arista superior del tubo, esta fuerza valdrá 200 kN o 200.000 N y será de tracción.

Ahora mallamos el modelo con una malla basada en curvatura y con los valores predeterminados.

Nos aparece una ventana que nos alerta de que hay un conector de soldadura que no cumple, si lo seleccionamos en la lista, en la zona de gráficos nos informa del tamaño de soldadura necesario con valor 3,7 mm.

El problema es que no podemos utilizar un cordón de más de 3,5 mm de espesor. Una solución es disponer cartelas para agregar más cordón de soldadura.

Creamos entonces una nueva configuración a la que llamamos CON CARTELAS en la que modelamos una matriz de 8 superficies con esta geometría y dimensiones.

En lugar de iniciar un nuevo estudio, lo que haremos será copiar el existente ejecutando el comando Copiar estudio del menú contextual que aparece al clicar con el botón derecho del ratón en la pestaña del estudio SIN CARTELAS.

En el PropertyManager le damos al nuevo estudio el nombre CON CARTELAS y nos aseguramos de seleccionar la configuración correcta, esto es, CON CARTELAS.

De este modo ya tenemos todo definido excepto los espesores y las soldaduras de las nuevas piezas.

Editamos las nuevas superficies para asignarles el grosor de 5 mm.

solidworks simulation

Para soldar las cartelas empleamos el tipo de soldadura Redondeo, de doble lado para todas las aristas con los siguientes datos, la cartela siempre debe seleccionarse primero porque es la pieza terminada.

Ejecutamos este nuevo estudio y observamos que ahora sí cumplen las soldaduras.

calcular cordones de pieza soldada

Calcular cordones de soldadura con SOLIDWORKS Simulation – Parte 1

Este es el primero de una serie de posts en los que os enseñaré cómo calcular cordones de soldadura con SOLIDWORKS Simulation para los tipos de unión señalados en el siguiente cuadro a través de 4 ejercicios básicos.

solidworks pieza soldada

EJERCICIO 1: UNIÓN DE CHAPA A TOPE EN T – SOLDADURA EN ÁNGULO

Se trata de comprobar los cordones de soldadura en ángulo dispuestos entre estas dos chapas, la chapa horizontal la fijaremos en el espacio y la vertical la someteremos a una fuerza de tracción de 200 kN aplicados en el extremo libre, ambas chapas tienen un espesor de 10 mm

Contamos con dos sólidos independientes, a los que hemos asignado un acero S275JR.

pieza soldada

Cuando definamos los conectores de Soldadura de arista en SOLIDWORKS Simulation debemos seleccionar dos entidades a conectar, la primera entidad ha de ser siempre la pieza terminada, es decir, la que no es pasante, y tiene que ser además una entidad de tipo superficie que mallaremos con elementos finitos de vaciado. La segunda entidad puede ser tanto una entidad de tipo superficie o un sólido.

Dicho esto, debemos transformar la pieza terminada en una entidad de tipo superficie, para ello hacemos uso por ejemplo del comando Superficie media… acto seguido eliminamos el sólido de esta chapa para quedarnos únicamente con la superficie que representará la fibra neutra de dicha chapa.

tipo superficie solidworks

Cumplida esta condición iniciamos nuestro estudio de tipo Análisis estático y le damos el nombre por ejemplo SOLDADURA.

simulation

En el gestor de simulación, bajo la carpeta de Piezas vemos que el material se ha asignado a todos los componentes porque ya ha sido definido en el gestor de diseño, pero para la superficie no se ha definido todavía el espesor real de la chapa.

En la carpeta Conexiones agregamos entonces el conector de tipo Soldadura de arista… en este caso elegimos el tipo Redondeo, de doble lado.

  

A continuación, en el primer campo, seleccionamos la cara de la superficie que representa la pieza terminada y en el segundo campo, seleccionamos la cara de la otra chapa, que en este caso la estamos tratando como un sólido. Se selecciona de forma automática la arista de intersección de estas dos entidades.

solidworks arista

Ahora, elegimos qué normativa vamos a emplear para efectuar la comprobación y/o dimensionado del cordón, en este caso vamos a emplear el Estándar europeo que se basa en el Eurocódigo EC3.

Para esta norma:

resistencia a tracción solidworks

Además, hay unos mínimos constructivos que también hay que cumplir.

Con esta información completamos el PropertyManager del conector.

Como la chapa más delgada tiene un espesor de 10 mm y el acero empleado es un S275JR la resistencia a tracción vale 430 N/mm2.

El factor de correlación, por tratarse de un acero S275JR, vale 0,85

El factor de seguridad para calcular la resistencia de las uniones es siempre 1,25.

Como la chapa más delgada a unir tiene un espesor de 10 mm, el tamaño mínimo de espesor de garganta tendrá que ser de 3 mm, por otro lado, el tamaño máximo será 0,7 x 10 = 7 mm, nosotros escogemos 5 mm como tamaño estimado.

Ahora asignamos una sujeción de tipo Geometría fija… a la cara inferior de la chapa horizontal.

El siguiente paso es aplicar una carga de tipo Fuerza… sobre la arista superior de la chapa vertical, esta fuerza valdrá 200 kN o 200.000 N y será de tracción.

Ahora mallamos el modelo con una malla basada en curvatura y con los valores predeterminados.

Ejcutamos el estudio.

En el menú contextual de la carpeta Resultados elegimos Definir trazado de comprobación de soldadura.

Aceptamos el PropertyManager

Nos aparece una ventana que nos alerta de que hay un conector de soldadura que no cumple, si lo seleccionamos en la lista, en la zona de gráficos nos informa del tamaño de soldadura necesario con valor 6,2 mm.

Si pulsamos el botón Detalles… se abre el siguiente PropertyManager, en el cuadro superior se muestran las fuerzas resultantes en la arista por unidad de longitud.

Y en el cuadro inferior se muestran las tensiones normales y tangenciales de la garganta de soldadura, estos valores se refieren al cordón optimizado, esto es, para un espesor de garganta a = 6,2 mm

Tienen que cumplirse las siguientes condiciones:

simulación

WEBINAR: cordones de soldadura con SOLIDWORKS Simulation

WEBINAR: Cómo calcular cordones de soldadura con SOLIDWORKS Simulation

GRACIAS A NUESTROS CLIENTES
Si eres cliente con mantenimiento activo, ya sabes que tienes a tu disposición a nuestro equipo de soporte técnico para llamarles siempre que lo necesites. Estamos atentos a las preguntas que nos hacéis e intentamos resolverlas lo más rápido posible.
Muchas gracias a nuestros clientes que nos mandan sus preguntas.

Hoy he creado esta webinar respondiendo a una demanda de un cliente que quizás sea de utilidad para vosotros también.

La pregunta es:
«¿Es posible dimensionar cordones de soldadura en SOLIDWORKS Simulation?»
Para ello os enseñaré cómo calcular cordones de soldadura para distintos tipos de unión.

Espero que os guste o no dejéis de mandarnos vuestras consultas a soporte@easyworks.es

Libro recomendado: Industria 4.0 la cuarta revolución industrial

Luis Joyanes AguilarHoy, en nuestra categoría de Libros recomendados, os traemos el libro «Industria 4.0 – La cuarta revolución industrial».

Este término lo oímos día a día y a veces no sabemos muy bien a qué refiere exactamente o qué tipo de industria encaja dentro de Industria 4.0.

Este libro de Luis Joyanes Aguilar explica cómo se ha acuñado el término 4.0: nació en Alemania en el año 2011 en la Feria tecnológica de Hannover-Messe. Si bien fue en la edición de dicha feria en 2013 cuando se presentó la Iniciativa oficial del Gobierno de Alemania.

Para ir abriendo boca al libro, puedes echarle un vistazo a los siguientes documentos: el documento fundacional de Industria 4.0 y de la plataforma asociada (Platform Industrie 4.0) denominado Recommendations for implementig the strategic initiative Industrie 4.0, que fue redactado por Acatech (Academia Nacional de Ciencia e Ingeniería de Alemania) y presentado en abril de 2013.

Como curiosidad: Contó con la colaboración del DFKI (Centro de Investigación alemán para la Inteligencia Artificial) así como el apoyo de la industria y grandes empresas alemanas.

¿Qué espero de este libro?

En definitiva, este libro describe a la Industria 4.0 como la digitalización de sistemas y procesos industriales, y su interconexión mediante la Internet de las cosas e Internet de los Servicios para conseguir una mayor flexibilidad e individualización de los procesos productivos.

El principal objetivo de la Industrial 4.0 es crear fábricas inteligentes por medio de la integración de sistemas de fabricación ciberfísicos (virtuales y físicos); la cuarta revolución industrial implica la realización de máquinas inteligentes y sistemas inteligentes conectados, la total automatización de la manufactura.

Es una visión de la fábrica del futuro o fábrica inteligente.

Si te interesa la transformación digital de la industria y las empresas con la integración de las nuevas tecnologías(IoT, Big Data, Cloud Computing o la Ciberseguridad), y todo ello enmarcado en las ya conocidas Smart Cities, este es tu libro.

¡Buena lectura!

Déjanos tus comentarios sobre este libro.

cómo hacer un estudio de topología

OPTIMIZACIÓN TOPOLÓGICA: CÓMO REDUCIR AL MÁXIMO EL PESO DE NUESTROS COMPONENTES

¿Cómo hacer un estudio de topología?

Ya os hemos hablado de qué es la optimización topológica y lo que podemos conseguir con ella.
Hoy os traigo un vídeo que resume la charla dada en el evento EasyTalks del pasado 25 de octubre.

En este vídeo encontrarás:
¿Qué es un estudio de topología?
Recorrido por la interfaz del programa
Configuración correcta antes de ejecutar el estudio de topología
Pasos a seguir para resolver un caso real

Sin más, te dejo con el vídeo, espero que lo disfrutes y lo entiendas, pero si tienes cualquier duda, por favor déjame un comentario más abajo.

¡Gracias por leernos!

Prueba la optimización topológica siguiendo estos pasos

Como os hemos contado en otra ocasión, probar los productos SOLIDWORKS de manera gratuita es muy fácil. Hoy os proponemos que además probéis el módulo de optimización topológica y si no sabéis por dónde empezar o cómo realizar un caso práctico para interactuar con el módulo y decidir si os convence, ¡sigue leyendo este post!

Qué es la optimización topológica

Parece complicado pero ya veréis que es muy sencillo, es un método matemático basado en elementos finitos que se encarga de distribuir la menor cantidad de masa material dentro de un volumen disponible (dominio) procurando al mismo tiempo la máxima rigidez posible (o mínima flexibilidad) para un determinado estado de carga (condiciones de carga) y restricciones (condiciones de contorno).
Con un estudio de topología, puedes establecer un objetivo de diseño para encontrar la mayor rigidez al cociente de peso, minimizar la masa o incluso reducir el desplazamiento máximo de un componente. Además, otras de las grandes ventajas son el poder definir restricciones como la desviación máxima, el porcentaje de masa eliminada y los procesos de fabricación.

Creación de un estudio de topología

Entremos en materia 😉
En este ejemplo, configuraremos un estudio de topología con el objetivo de encontrar la mayor rigidez al cociente de peso del brazo de una grúa.

1) Haz clic en Nuevo estudio (en el Command Manager de Simulation).
2) En Percepción de diseño, simplemente haz clic en Estudio de topología y en Aceptar.

Configuración de las propiedades del estudio

3) Ahora haces clic con el botón derecho en el icono Estudio1 de topología y seleccionas Propiedades.
4) Fíjate en la pestaña Opciones (en el cuadro de diálogo Topología), que deberás realizar lo siguiente:

Para Solver, selecciona Intel Direct Sparse.

Ahora marca Ejecutar análisis estático antes de ejecutar el estudio de topología.

En Configuración de región conservada (bloqueada), selecciona Regiones con cargas y sujeciones. Esto nos sirve para que todas las regiones donde hemos definido cargas y sujeciones se conserven de forma predeterminada, es decir, no se hará optimización es estas caras, ya veremos más adelante hasta qué profundidad en el modelo podemos extender estas regiones conservadas.

Haces clic en Aceptar y ¡listo! Tenemos la configuración de las propiedades.

Ejecución del estudio

5) Define el material, las sujeciones y las cargas externas

6) En el gestor de estudio de topología, haces clic con el botón derecho del ratón en Objetivos y restricciones y, a continuación, en Mayor rigidez al cociente de peso (predeterminado).

Te contamos un detalle a tener en cuenta. Disponemos de 3 objetivos y te los explicamos:

Mayor rigidez al cociente de peso (predeterminado) – Cuando se selecciona Mayor rigidez al cociente de peso, el algoritmo trata de minimizar el cumplimiento global del modelo, que es una medida de la flexibilidad general (recíproco de la rigidez). El cumplimiento viene definido por la suma de energía de todos los elementos.

Minimizar desplazamiento máximo – La optimización proporciona el diseño más rígido que pesa menos que el diseño inicial y minimiza el desplazamiento máximo observado.

Minimizar masa con restricciones de desplazamiento – El algoritmo busca reducir la masa de un componente mientras se restringe el desplazamiento

7) En el PropertyManager Objetivos y restricciones, vamos a reducir el porcentaje de masa En Restricción 1, para Reducir masa un (porcentaje), defina 50 (%) como Valor de restricción. Y simplemente aceptamos

Nota: Las restricciones limitan las soluciones de espacio de diseño, podremos definir hasta dos restricciones para un único objetivo. Disponemos de 2 tipos de restricciones,

Restricción de masa El algoritmo de optimización intentará alcanzar la reducción de masa objetiva para la forma final mediante un proceso iterativo.

Restricción de desplazamiento – Establece el límite superior para el componente de desplazamiento seleccionado.

8) En el gestor de estudio de topología, haz clic con el botón derecho del ratón en Controles de fabricación y, a continuación, Agregar región conservada…

En el PropertyManager Región conservada en Selección agrega todas aquellas caras que queramos conservar, el PropertyManager te ofrece la posibilidad de dar un valor de profundidad a esa región conservada, para ello, marca la casilla Profundidad de área conservada y a continuación ingresa un valor, en este caso 20 mm, para ver su efecto en la zona de gráficos pulsa el botón Vista preliminar de geometría.

Fíjate que si yo hubiese creado previamente la malla, se habilitaría el segundo botón Vista preliminar de elemento de malla que nos permite visualizar la profundidad exacta en función del tamaño de los elementos de la malla.

9) Haz clic con el botón derecho del ratón una vez más en Controles de fabricación y a continuación, en Especificar planos de simetría… El control de simetría fuerza el diseño optimizado para que sea simétrico con respecto a un plano especificado. Puedes aplicar media, un cuarto o un octavo de simetría para obtener un diseño optimizado.

En este caso en el PropertyManager Control de simetría en el cuadro de título Tipo despliega la persiana y selecciona Simetría de un cuarto y a continuación los dos planos de simetría longitudinales.

Ahora simplemente aceptar.

Nota: Las restricciones de fabricación garantizan que se pueda extraer la forma optimizada de un molde o que pueda estamparse con una herramienta o un troquel.

Disponemos de 4 restricciones:
Región conservada
Control de desmoldeo
Control de simetría
Control de espesor

10) Malla el modelo

11) Haz clic en Ejecutar este estudio (CommandManager de Simulation). El algoritmo de optimización, a través de varias iteraciones, intentará alcanzar la convergencia. Podemos consultar en tiempo real la convergencia tanto del Objetivo (Mayor rigidez) como de la Restricción (Masa).

Visualización de los resultados

12) En Resultados, haz doble clic en Masa de material 1 (-Masa de material).

En el PropertyManager, Masa del material traza isovalores de las densidades de masas relativas de los elementos. La posición predeterminada del control deslizante traza todos los elementos con densidades de masa relativas superiores a 0,3.

Desplaza el control deslizante del isovalor hacia la derecha para eliminar un poco más la masa de la forma optimizada.

13) Haz clic en Calcular malla suavizada. 

El programa crea superficies lisas de la forma optimizada, suavízalas al máximo y asígnale un color único.

14) Haz clic en Aceptar. Puedes exportar los datos de malla suavizada de la forma optimizada como nueva geometría. Para ello hacemos clic con el botón derecho del ratón en Trazado de masa del material en Resultados y por último, clic en Exportar malla suavizada.

Ajuste del modelo a la forma optimizada

15) En la pestaña Modelo, pulsa Visualización de simulación, en el PropertyManager marca la casilla correspondiente al estudio Masa del material1, de este modo se mostrará el modelo y su forma optimizada de manera simultánea, esto nos permitirá aplicar operaciones de sustracción en aquellas zonas donde no se requiere material.

16) Croquiza sobre las caras del modelo las regiones a sustraer del modelo.

17) Cuando haya terminado oculta de nuevo la visualización de simulación.

Comprobación del modelo optimizado

18) Ahora vamos a comprobar el modelo resultante. Haz clic con el botón derecho del ratón en la pestaña del estudio de topología y selecciona copiar estudio, elige como estudio de destino un Estudio estático para confirmar que las tensiones están dentro de los límites admisibles.

19) A continuación, creamos la malla y ejecutamos el estudio. Y vemos que, efectivamente, las tensiones no superan el límite elástico del material.

Esperamos que con esta guía os sea más fácil empezar con la optimización topológica

formación de solidworks simulación

Curso de SOLIDWORKS Simulation presencial

formación de solidworks simulación

Del 30 de julio al 03 de agosto de 2018, en horario de 16 a 21 h., os traemos el curso presencial de SOLIDWORKS Simulation. Será en modo presencial, en las instalaciones de Grupo Esypro (en Gondomar, los alrededores de la ciudad de Vigo).

Un curso diseñado para ya usuarios de SOLIDWORKS CAD que quieren sacarle el máximo provecho a SOLIDWORKS Simulation. Analizaremos en profundidad el análisis de elementos finitos (FEA), que abarca todo el proceso de análisis, desde el mallado hasta la evaluación de resultados para piezas y ensamblajes.

El curso tratará de cerca el análisis de estrés lineal, el análisis de brecha/contacto y las mejores prácticas a la hora de trabajar con Simulation.

La simulación es muy importante hoy en día en las empresas de diseño industrial, ya que los ahorros que se consiguen realizando en tu ordenador un análisis previo a fabricar son enormes. Lo mejor es que puedes realizar diversos tipos de análisis y pruebas durante el diseño con una gran variedad de parámetros: durabilidad, respuesta dinámica y estática, movimiento del ensamblaje, transferencia de calor, dinámica de fluidos y moldeo de plásticos por inyección.

Como ves, este curso sirve para personas que trabajen en distintos sectores industriales.

 

Los cursos de Easyworks se caracterizan por ser cursos muy personalizados, con un número reducido de personas y porque los profesores son profesionales que trabajan día a día con los programas que enseñamos y que pueden contarte los trucos y consejos para optimizar el trabajo.

Si necesitas la formación para trabajar con el software, te recomendamos que realices cursos con expertos que lo usen  en su trabajo.

Otros cursos de MySolidworks, online y en inglés:

MySolidworks Flow Simulation simulation premium mysolidworks Solidworks plastics online

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