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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

Convierte tus modelos a IFC con SOLIDWORKS y edita las propiedades con SIMPLEBIM

El formato IFC es el formato estándar de transmisión de datos para entornos BIM en el sector de la construcción. Permite trasladar la información del modelo entre distintos softwares BIM tales como, Revit, Archicad, Allplan, CYPECAD, TEKLA, etc.

Desde SOLIDWORKS podemos guardar modelos como entidades IFC incluyendo todo tipo de propiedades. Este archivo IFC podrá abrirse posteriormente con la aplicación SIMPLEBIM teniendo acceso a todas sus propiedades y permitiendo la edición de sus valores.

Pasos a seguir:

Desde SOLIDWORKS debemos clasificar nuestro modelo como entidad IFC, para ello:

1.- Abrimos el archivo de pieza o ensamblaje de SOLIDWORKS
2.- Hacemos clic en Archivo > Propiedades
3.- En el cuadro de diálogo, seleccionamos la pestaña Personalizar:
a) En Nombre de propiedad, seleccione la clasificación AEC conveniente, por ejemplo, la clasificación Omniclass.

BIM - personalizar nombre de propiedad

b) En Valor/Expresión de texto, seleccione la taxonomía adecuada.

BIM - Personalizar Taxonomía

c) Haga clic en Aceptar.

4.- Ahora exportamos el archivo IFC haciendo clic en Archivo > Guardar como
5.- En el cuadro de diálogo Guardar como, para Tipo de archivo, seleccione IFC 2×3 o IFC 4
6.- Haga clic en Opciones
7.- Seleccione OmniClass, Uniclass2015, Propiedades personalizadas, Material y propiedades físicas y Unidades, y haga clic en Aceptar.
8.- Si va a exportar a IFC 4, guarde como una de las siguientes opciones:

  • BREP
  • BREP y triangulación
  • Triangulación

9.- Seleccione el nombre de archivo y la ubicación, introduzca una descripción opcional y haga clic en Aceptar.
10.- SIMPLEBIM es un magnífico software de edición de IFC desarrollado por DATACUBIST, veamos cómo abrir un archivo IFC generado por SOLIDWORKS para posteriormente editar los valores de sus propiedades, para ello en el cuadro de diálogo inicial de SIMPLEBIM hacemos clic en Importar archivo IFC4 o IFC2x3

BIM - Importar archivo IFC

11.- Seleccione Revisar… para abrir el explorador de archivos

12.- Seleccionamos el archivo .ifc. y pulsamos Abrir
13.- Arrastramos los objetos al panel de propiedades. Se mostrarán todas las propiedades provenientes de Solidworks, las personalizadas, físicas y de material, así como las correspondientes a la clasificación IFC.

Propiedades BIM - Solidworks y simplebim

14.- En la cinta de herramientas en el grupo Espacios de trabajo desplegamos el icono Editar propiedades y ejecutamos el comando Abrir editor de valores de propiedad.

15.-  En el panel lateral izquierdo se muestra el Editor de valores de propiedad. Desplegamos la primera persiana y seleccionamos Building Element Proxy.

16.-  En la segunda persiana se muestran todas las propiedades del archivo IFC. Seleccionamos por ejemplo Revisión y sobrescribimos el valor 2

17.- Ahora exportaremos el archivo IFC, para ello en la cinta de herramientas en el grupo Exportar desplegamos el icono Exportar IFC y ejecutamos el comando Exportar IFC.

18.- Guardamos el archivo
19.- Ahora abriremos este archivo .ifc en un software BIM, por ejemplo, REVIT. En esta aplicación hacemos clic entonces en Archivo > Abrir > IFC

20.-  En el explorador de archivos seleccione el archivo IFC
21.-  En la zona de gráficos de Revit seleccionamos el modelo y en el panel de Propiedades haga clic en Editar tipo para mostrar las propiedades. Consultamos los Parámetros IFC y observamos tanto las propiedades personalizadas de Solidworks, las propiedades AEC así como las valores modificados en la aplicación SIMPLEBIM

BIM - Propiedades de tipo Revit

tipos de solver en solidworks simulation

Elegir un solver en Solidworks Simulation

Tipos de Solver

En los análisis de simulación hablamos de un grupo de ecuaciones algebraicas que representan un problema en el análisis de elementos finitos, y que deben resolverse de manera simultánea. En SOLIDWORKS Simulation para la solución de ese conjunto de ecuaciones se dispone de tres tipos de solver directos y un solver iterativo.

tipos de solver en solidworks simulationLos métodos directos resuelven ecuaciones por medio de técnicas numéricas exactas. Dentro de este método existen el solver Direct Sparse, el Direct Sparse para problemas grandes y el Direct Sparse de Intel.

Los métodos iterativos resuelven ecuaciones por medio de técnicas de aproximación, según las cuales en cada iteración se supone una solución y se evalúan los errores asociados. Las iteraciones continúan hasta que los errores se vuelven aceptables. Dentro de este método se incluye el Solver tipo FFEPlus.

¿Qué Solver elegir?

Si eres nuevo en Simulation, te recomendamos utilizar la opción que SOLIDWORKS te ofrece por defecto para los estudios Estático, Frecuencia, Pandeo y Térmico, que es «Automático». Básicamente el software selecciona el solver a partir del tipo de estudio, de las opciones de análisis, las condiciones de contacto, etc.

En el caso de problemas de contacto en varias áreas, donde el área de contacto se encuentra en varias iteraciones de contacto, se prefiere el solver Direct Sparse.

Si bien todos los solvers resultan eficaces para problemas pequeños (25.000 GDL o menos), puede haber grandes diferencias en el rendimiento (velocidad y uso de la memoria) al resolver problemas de mayor envergadura.

Importante: Fíjate en la memoria disponible en el ordenador. Si es menor que la requerida por el solver, éste utilizará espacio en disco para almacenar y recuperar información temporal. Cuando esto ocurra, aparecerá un mensaje avisando de que la solución no tiene espacio suficiente en el núcleo y el progreso de la solución se hará más lento.

¡Atención! Si la cantidad de información a ser escrita en el disco es mucha, el progreso de la solución puede ser extremadamente lento. En estos casos (para estudios estáticos y no lineales), te recomendamos usar el Direct Sparse para problemas grandes.

Los siguientes factores pueden ayudarte a elegir el tipo de solver adecuado:

Dimensión del problema Por lo general, el solver tipo iterativo o FFEPlus es más rápido a la hora de resolver problemas con grados de libertad (GDL) superiores a 100.000. Cuanto mayor sea el problema, más eficaz resultará esta opción.
Recursos del equipo: La memoria RAM y el número de CPU disponibles (núcleos o los procesadores) El solver tipo Direct Sparse requiere unas 10 veces más memoria RAM que el solver FFEPlus. Es más rápido si cuentas con más memoria disponible en tu equipo. El Direct Sparse para problemas grandes ofrece una capacidad de procesamiento multinúcleo y mejora la velocidad de la solución en estudios estáticos y no lineales.
Propiedades de material Cuando los módulos de elasticidad de los materiales usados en un modelo son muy diferentes (como acero y nailon), los métodos iterativos podrían ser menos exactos que los directos. En estos casos se recomiendan los solver directos.
Operaciones de análisis El análisis con contactos Sin penetración y de Unión rígida obligan a utilizar las ecuaciones de restricción que generalmente se resolverán más rápido con los solver directos.

tipos de estudios en solidworks simulation

Dependiendo del tipo de estudio, se recomienda lo siguiente:

Estático Usa el Direct Sparse para problemas grandes cuando tengas suficiente memoria RAM y múltiples CPU para resolver:

  • Modelos con contacto Sin penetración, especialmente cuando activas los efectos de fricción.
  • Modelos con piezas que tienen propiedades de materiales muy diferentes.
  • Modelos con malla combinada
    En un análisis estático lineal, el solver tipo Direct Sparse requiere 1 GB de RAM por cada 200.000 grados de libertad (GDL). El solver iterativo de FFEPlus es menos exigente en cuanto a memoria (2.000.000 GDL/1 GB de RAM aproximadamente).
Frecuencia y pandeo Usa el solver de FFEPlus para calcular modos de sólidos rígidos. Un sólido que no posee restricciones tiene seis modos de sólido rígido.

Usa el solver Direct Sparse para:

  • Tener en cuenta el efecto de la carga en frecuencias naturales.
  • Modelos con piezas que tienen propiedades de materiales muy diferentes.
  • Modelos en los que una malla incompatible presenta una unión rígida con ecuaciones de restricción.
  • Agregar muelles blandos para estabilizar modelos con un soporte inadecuado (estudios de pandeo).
Térmico Los problemas térmicos tienen un grado de libertad (GDL) por nodo, y por eso su solución es generalmente mucho más rápida que la de los problemas estructurales con el mismo número de nodos. Para problemas muy grandes (con más de 500,00 GDL) usa el Direct Sparse para problemas grandes o el solver FFEPlus.
No lineal Para los estudios no lineales que tienen más de 50.000 grados de libertad, el solver FFEPlus es más eficaz a la hora de dar una solución en menos tiempo. El solver tipo Direct Sparse para problemas grandes puede manejar aquellos casos en los que la solución no tenga espacio en el núcleo.
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WEBINAR: Analiza si tu producto está preparado para salir al mercado antes de fabricar

Aquí te dejamos la webinar. No te olvides de poner la configuración del vídeo de Youtube a 1080p HD para ver el vídeo en alta calidad. Por favor, si tienes alguna pregunta sobre la webinar, esperamos que nos la envíes a alberto.quintela@easyworks.es o soporte@easyworks.es y te la responderemos lo antes posible.


¡Muchísimas gracias por la buena acogida que están teniendo nuestras webinars!

Es por ello que con las preguntas que nos habéis enviado en la webinar anterior, decidimos crear esta nueva webinar ahondando más en Simulation. En esta ocasión especificaremos un poco más y hablaremos de análisis de caída, de fatiga del metal, de frecuencias y de pandeo.

Análisis de caída

Podrás ver cómo realizar un análisis de caída con tu producto para ver cómo soportará las circunstancias reales. Descubrirás cómo afectará a la integridad estructural de un producto el dejarlo caer al suelo. Es importante comprender la resistencia a los golpes para garantizar una vida útil suficiente.

Fatiga del metal

Analizaremos la repercusión de las cargas cíclicas y el proceso de fallo de componentes en la vida estructural de un producto para garantizar que cumple los requisitos de rendimiento, calidad y seguridad.

Análisis de frecuencias

Identificaremos de forma rápida las frecuencias naturales de un diseño. Tanto con cargas y condiciones de contorno como sin ellas. Con este análisis te aseguras de que los modos naturales de vibración no se encuentran en las frecuencias de impulsos medioambientales, y así cumplir la vida útil requerida.

Análisis de pandeo

El análisis de pandeo calcula las cargas de fallo crítico de las estructuras delgadas bajo los efectos de una compresión. Verás cómo funciona el análisis de la resistencia al pandeo de un diseño, con cargas medioambientales o sin ellas y así asegurarte de que tu producto cumplir todos los requisitos.

analisis de caida en simulation

¡Mírala cuando quieras!

Aunque la webinar fue el pasado miércoles 23 de mayo de 2018, a las 10:30 de la mañana (hora de Península Ibérica- CET) te invitamos a seguir disfrutando de nuestra webinar gratuita. Simplemente rellena el formulario más arriba y te llevará directamente a la webinar.

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WEBINAR: ¿Quieres conocer la resistencia de tus productos antes de fabricar?

Aquí te dejamos la webinar. No te olvides de poner la configuración del vídeo de Youtube a 1080p HD para ver el vídeo en alta calidad. Por favor, si tienes alguna pregunta sobre la webinar, esperamos que nos la envíes a alberto.quintela@easyworks.es o soporte@easyworks.es y te la responderemos lo antes posible


 

Te invitamos a nuestra próxima Webinar de SOLIDWORKS Simulation. Las pruebas de prototipos reales pueden ser costosas y laboriosas. Los fabricantes ya no disponen de los presupuestos necesarios ni se pueden permitir el lujo de efectuar prolongadas pruebas físicas de casos hipotéticos para entender cómo se comportará un diseño en su entorno en la vida real.

Conoce cuánto, qué y cómo aguantarán tus productos

Disponer de las herramientas para simular con precisión la forma en que tu producto se comportará en el mundo real mientras reside en el mundo digital te permite detectar los posibles problemas antes, lo que acelera el tiempo de comercialización y aumenta la productividad. ¡No te lo pienses! Empieza a ahorrar en costes ahora mismo.

La potencia computacional de varios núcleos de SOLIDWORKS Simulation te permite realizar experimentos exhaustivos y rentables, y reducir los costes de sus diseños, incluidos los análisis de mecánica no lineal, vibración, transferencia de calor, dinámica de fluidos, etc.

En esta webinar te contaremos las enormes ventajas de realizar una simulación a tu producto antes de fabricarlo.

¡Mira la webinar en cualquier momento!

Aunque la webinar ya fue el día viernes 27 de abril de 2018, a las 10:30 de la mañana (hora de Península Ibérica- CET) te invitamos a que sigas disfrutando de nuestras webinars gratuitas que hemos preparado. Simplemente cubre el formulario de más arriba y te llevará directamente a la webinar.

Hablaremos de manera muy sencilla y clara sobre qué es Simulation, sus principales funcionalidades, sus ventajas e intentaremos resolver todas las dudas que os surjan.

11 Tipos de estudios que ofrece SOLIDWORKS Simulation

En el último post repasamos las grandes ventajas de la simulación virtual para las empresas: el análisis de diseño ofrece grandes ventajas, sobre todo si lo realizamos desde una temprana etapa del ciclo de diseño, ya que así es más fácil calcular los costes y los cambios que se deberán realizar.

tipos de estudios de simulacion

Durante muchos años, el estudio de simulación era de dominio exclusivo de analistas muy especializados y que analizaba los modelos después de que el diseñador o ingeniero los terminara. Hoy en día ya no es necesario perder tanto tiempo y recursos, ya que los análisis pueden realizarse desde el inicio del diseño y lo puede realizar el propio diseñador.

Hoy te contaremos todos los tipos de estudios que podrás realizar con SOLIDWORKS Simulation.

Estudios estáticos (o de tensión)

Los estudios estáticos calculan desplazamientos, fuerzas de reacción, deformaciones unitarias, tensiones y la distribución del factor de seguridad. Cuando se aplican cargas a un sólido, este se deforma y el efecto de las cargas se transmite a través del sólido. Lo que se hace en SOLIDWORKS Simulation es inducir fuerzas internas y reacciones desde las cargas externas para renderizar el sólido a un estado de equilibrio.

El material falla en ubicaciones donde las tensiones exceden cierto nivel. Los cálculos del factor de seguridad se basan en el criterio de fallos. El software ofrece cuatro criterios de fallo.

Este estudio te puede ayudar a evitar fallos que sean provocados por altas tensiones.

Estudios de frecuencia

Si alteramos la posición de descanso de un sólido tiende a vibrar a ciertas frecuencias (naturales o resonantes). El análisis de frecuencia calcula las frecuencias naturales y las formas modales asociadas al vibrar a esa frecuencia.

Se denomina resonancia cuando un sólido está sujeto a una carga dinámica que funciona en una frecuencia natural, pero de repente se produce una respuesta excesiva. Por ejemplo, un automóvil con una rueda mal alineada tiembla violentamente cuando alcanza una determinada velocidad a causa de la resonancia.

El análisis de frecuencia puede ayudarle a evitar fallos por tensiones excesivas a causa de la resonancia. También proporciona información sobre cómo solucionar problemas relacionados con la respuesta dinámica.

Estudios de pandeo

El pandeo es un desplazamiento amplio y repentino ocasionado por cargas axiales. Utiliza un análisis de pandeo si las piezas delgadas y los ensamblajes con piezas delgadas que se cargan en dirección axial se deforman bajo cargas axiales relativamente pequeñas.

Dichas estructuras pueden presentar errores debido al pandeo mientras que las tensiones están muy por debajo de los niveles críticos. En el caso de dichas estructuras, la carga de pandeo se convierte en un factor de diseño crítico.

Estudios térmicos

El análisis térmico calcula la distribución de temperaturas, gradientes de temperatura y flujo del calor  en un cuerpo producidos por mecanismos de conducción, convección y radiación.

Los estudios térmicos pueden ayudarle a evitar condiciones térmicas no deseadas, tales como el sobrecalentamiento y la fusión.

Estudios de diseño

Crea un estudio de optimización del diseño para automatizar la búsqueda del diseño óptimo o evaluar escenarios específicos sobre la base de un modelo geométrico. SOLIDWORKS Simulation está equipado para detectar rápidamente tendencias e identificar la solución óptima utilizando el número mínimo de ejecuciones. Los estudios de optimización del diseño requieren la definición de los siguientes puntos:
Objetivos

Defina el objetivo del estudio utilizando sensores. Por ejemplo, minimizar el material. Si no define objetivos, el programa realiza un estudio de no optimización del diseño.

Variables

Podrás definir múltiples variables utilizando cualquier parámetro o variable global conductora. Por ejemplo, el diámetro de un taladro puede variar de 0.5 a 1 pulgada, mientras que la extrusión de un croquis puede variar de 2.0 a 3.0 pulgadas.

Restricciones

Establezca las condiciones que debe cumplir el diseño óptimo. Por ejemplo, las tensiones, los desplazamientos o las temperaturas no deben exceder determinados valores y la frecuencia natural debe estar dentro de un intervalo especificado.

Estudios no lineales

En algunos casos, la solución lineal puede producir resultados erróneos dado que se infringen las suposiciones sobre las que se basa. El análisis no lineal puede ser utilizado para resolver problemas de no linealidad causados por comportamiento del material, grandes desplazamientos y condiciones de contacto. Por ejemplo, si duplica la magnitud de las cargas, la respuesta (desplazamientos, deformaciones unitarias, tensiones, fuerzas de reacción, etc.) también se duplica.

Estudios de dinámica lineal

Los estudios estáticos suponen que las cargas son constantes o que se aplican lentamente hasta sus valores completos, sin embargo cuando no es posible ignorar los efectos de inercia o amortiguación, necesitamos estudios dinámicos. Como regla general, si la frecuencia de una carga es mayor que 1/3 de la frecuencia más baja (fundamental), debe utilizarse un estudio dinámico.

Con este tipo de estudio podrás definir:
Estudios modales de gráficos de respuesta en función del tiempo para definir cargas y evaluar la respuesta como funciones de tiempo.
Estudios armónicos para definir cargas como funciones de frecuencia y evaluar la respuesta pico en diversas frecuencias en funcionamiento.
Estudios de vibración aleatoria para definir cargas aleatorias en términos de densidades espectrales de potencia y evaluar la respuesta en términos de valores de media cuadrática general o densidades espectrales de potencia en diversas frecuencias.
Estudios de espectro de respuesta para calcular respuestas pico a través del tiempo para un sistema sujeto a un movimiento de base en particular descritos en cuanto a un espectro de diseño.

Estudios de caída

Los estudios de caída evalúan los efectos de dejar caer una pieza o ensamblaje sobre un suelo rígido o flexible. Una aplicación típica es dejar caer un objeto hasta que choque contra el suelo y así medir el impacto que tendría.

SOLIDWORKS Simulation calcula de forma automática el impacto y las cargas de gravedad.

Estudios de fatiga

Ya sabemos que las cargas y descargas repetidas debilitan los objetos a lo largo del tiempo, incluso cuando las tensiones inducidas son considerablemente inferiores a los límites de tensión permitidos. Este fenómeno es conocido como fatiga.

La fatiga es la causa fundamental de error en muchos objetos, especialmente en metal.  Estos cálculos de fatiga se pueden basar en la intensidad de la tensión, las tensiones de von Mises o las tensiones alternas principales máximas.

Ahí va unos ejemplos de donde más se utilizan los errores por fatiga: maquinarias giratorias, pernos, alas de aviones, productos de consumo, plataformas flotantes, buques, ejes de vehículos, puentes y huesos.

Estudios de diseño de recipientes a presión

Se combinan los resultados de estudios estáticos con los factores deseados. Cada estudio estático tiene un conjunto diferente de cargas que producen los resultados correspondientes. Estas cargas pueden ser cargas muertas, cargas vivas (aproximadas por cargas estáticas), cargas térmicas, cargas sísmicas, y así sucesivamente. El estudio Diseño de recipiente a presión combina los resultados de los estudios estáticos algebraicamente usando una combinación lineal o la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados (SRSS).

Como curiosidad – Debemos saber que sólo las cargas pueden variar. Tanto los materiales, las restricciones, las condiciones de contacto, como las configuraciones del modelo y las mallas de los estudios estáticos que se combinan deben ser idénticos.

Estudios de simplificación 2D

Puedes simplificar determinados modelos 3D simulándolos en 2D. La simplificación 2D se encuentra disponible para estudios estáticos, no lineales, de diseño de recipientes a presión, térmicos y de diseño. Puedes guardar el tiempo de análisis mediante la opción Simplificación 2D para los modelos que correspondan. Los modelos 2D requieren menos elementos de malla y condiciones de contacto más simples en comparación con los modelos 3D. Una vez ejecutado el análisis, puedes trazar los resultados en 3D.

¿Quieres obtener más información sobre Simulation?

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6 pasos para empezar con Simulation Xpress

Simulation Xpress: herramienta gratis para análisis de tensiones

Igual que sucede con DriveWorks Xpress, también existe una herramienta preliminar para simulación.

SOLIDWORKS SimulationXpress se incluye en todos los paquetes de SOLIDWORKS (Standard, Professional y Premium). Te permitirá realizar un análisis estático de tensiones básico de las piezas individuales. Puedes determinar rápidamente los efectos de la fuerza y la presión, y generar informes para documentar los resultados. Cuando esté preparado para probar los ensamblajes completos, podrá actualizar fácilmente a los paquetes avanzados de SOLIDWORKS Simulation.

Activar SimulationXpress

Lo podrás encontrar en la barra de menú bajo: “Tools” o «Herramientas»

herramienta simulacion analisis estatico

Aunque esta herramienta está incluida en la licencia, necesita ser activada a través de My Solidworks.

Selecciona el enlace que aparece, que te llevará a la página de My.SolidWorks y tan pronto como accedas a tu cuenta en el customer portal, se genera un código. Después, simplemente tienes que insertarlo en el campo «product code».

Empezar a usar SimulationXpress

Haz clic en Opciones para seleccionar el sistema de unidades predeterminado que prefieras y especifica una carpeta para guardar los resultados de análisis. A continuación, haz clic en Siguiente para iniciar.

El gestor de estudio de SimulationXpress aparece debajo del gestor de diseño del FeatureManager, y la pestaña del estudio SimulationXpress aparece debajo de la zona de gráficos.

Es una buena herramienta para empezar con la simulación, ya que el asistente te ayudará en el camino de configuración y ejecución del estudio FEA.

Pasos del análisis

1. Aplicar sujeciones

Aplicando sujeciones podremos definir restricciones fijas en el modelo para nuestro análisis. Cada restricción puede contener múltiples caras. Las caras restringidas están limitadas en todas las direcciones. Debe fijar como mínimo una cara de la pieza para evitar errores en el análisis debidos al movimiento rígido del sólido. Las flechas verdes mostrarán la sujeción.
aplicar sujeciones en simulation xpress

1) Para aplicar sujeciones:

  1. Haga clic en Agregue una sujeción.
    Aparece el PropertyManager de Sujeción.
  2. En la zona de gráficos, seleccione las caras a sujetar.
  3. Haga clic en .
  4. La sujeción se agregará a la carpeta Sujeciones en el gestor de estudio de SimulationXpress y aparece una marca de verificación  junto a Sujeciones en el asistente de SimulationXpress.
  5. Haz clic en «siguiente»

2) Cargas

El siguiente paso consiste en aplicar cargas de fuerza y presión a las caras del modelo. En ambos casos, una cara es la única selección disponible. Se mostrarán el área y la dirección de las cargas con unas flechas púrpuras sobre la cara que se aplica.

3) Definir el material de la pieza

Una pieza podrá responder de maneras diferentes dependiendo del material de la misma. Para resultados más exactos, debemos indicarle a SimulationXpress las propiedades elásticas del material. Una de las opciones es escoger el material desde la biblioteca de materiales propia de Solidworks. Estos materiales tienen dos conjuntos de propiedades: visuales y físicas o mecánicas, que son las que utiliza SimulationXpress. Los materiales pueden ser isotrópicosortotrópicos, o anisotrópicos. SimulationXpress sólo es compatible con los materiales isotrópicos.

Para asignar y/o modificar un material a una pieza:

  1. Haz clic en Elija el material (pestaña Material del asistente de SimulationXpress).
  2. En el cuadro de diálogo Material, expande la clase de materiales y selecciona uno.
  3. Aplicar
  4. Cerrar

solidworks simulationxpress material

4) Analizar la pieza

Antes de ejecutar el estudio se tiene la capacidad de cambiar la configuración de malla. Esto afecta la precisión de los resultados, entre más fina es la malla, más exactos son los resultados. SimulationXpress prepara el modelo para el análisis y, a continuación, calcula los desplazamientos, las tensiones y las deformaciones unitarias.
Si hay un cambio en geometría, material, sujeciones o cargas, el símbolo  aparece junto a la carpeta Resultados en el gestor de estudio de SimulationXpress. Haz clic en Volver a ejecutar el estudio.
5) Resultados

Una vez que termina el estudio, el desplazamiento de la geometría se anima automáticamente. Ten en cuenta dos aspectos:

  • que la deformación es a escala con el fin de mostrar los resultados claramente.
  • que todos los resultados de la simulación son aproximados y deben ser verificados por los resultados de la vida real. El paquete completo de SolidWorks Simulation Profesional y Premium proporciona significativamente más detalles, flexibilidad y por lo tanto precisión.

Después de revisar los resultados, puedes generar automáticamente un reporte del estudio usando Microsoft Word o exportar el archivo para eDrawings, permitiendo a los usuarios sin SolidWorks abrir y revisar los resultados del estudio en 3D.

herramienta gratis para analisis basico de tensiones

6) Optimizar la pieza (opcional)

Después de completar un análisis de tensión, puedes realizar un análisis de optimización para encontrar el valor óptimo para la cota de un modelo mientras cumple un criterio específico. El análisis de optimización es parte del Estudio de diseño en SolidWorks Simulation.

Biblografía: Intelligy y Help Solidworks

¿Qué es y cómo funciona SOLIDWORKS Flow Simulation?

flow simulation

Seguidores de Juego de tronos: Prepárense, se acercan los dragones. Ahora, la única persona que puede salvar el reino o ver arder sus ciudades es el ingeniero-guerrero John Snow. Aunque los incrédulos piensan que no sabe nada, Johnn conoce a la perfección un arma especial: SOLIDWORKS Flow Simulation. Con esta potente herramienta de CFD, John ha trabajado duro para crear un escudo preparado para resistir el imponente fuego de un dragón. Al enfrentarse al fuego de un dragón, o se gana o… se arde. 😉

¿Qué es SOLIDWORKS Flow Simulation?

Esta herramienta puede simular con eficacia el flujo de fluidos, así como la transferencia de calor y las fuerzas de esos fluidos fundamentales para el éxito del diseño.

Fue impulsado por fines de ingeniería con el objetivo de eliminar la complejidad de la dinámica de fluidos computacional (CFD). Así, los ingenieros pueden aprovechar los datos de la CFD y tomar unas decisiones técnicas más enfocado a la ingeniería concurrente.

Como siempre, SOLIDWORKS escucha a los usuarios y en las últimas versiones ha ofrecido nuevas mejoras que los propios usuarios han solicitado para agilizar aún más la determinación del impacto de un flujo de líquido o gas durante la fase de diseño.

Funcionalidades

A continuación os contamos algunas de sus funcionalidades más destacables:

Condiciones para el componente de nivel bajo: Importar condición en el modelo

Flow Simulation tiene la capacidad de importar desde las condiciones del modelo definidas para otros proyectos (como propiedades de material, potencia térmica, etc.), lo que ayudará a simplificar de manera drástica lo que es la definición del proyecto. Básicamente lo que hace es crear una biblioteca de modelos con condiciones predefinidas.

Cambio instantáneo entre momentos transitorios

Si lo que deseas es explorar los resultados transitorios sin esperar los tiempos de carga, FLOW Simulation contiene un modo de posprocesamiento transitorio. Lo único que debes hacer es mover un control deslizante y los resultados se actualizarán inmediatamente.

Optimización de múltiples parámetros

Al estudio paramétrico se ha añadido la optimización de múltiples parámetros. Ahora podemos realizar un estudio de optimización para más de una variable de entrada. Por ejemplo, puede seleccionar como variables parámetros de simulación o geometría.  Y además, para cada una de esas variables, puede definir el rango de variación y el objetivo de optimización de destino, como maximizar, minimizar o hacer coincidir un valor.

Otros módulos complementarios para Flow Simulation:

Módulo de HVAC: este módulo ofrece funciones de simulación adicionales que permiten llevar a cabo análisis avanzados de comodidad térmica y de radiación térmica.
Módulo de refrigeración electrónica: Proporciona una amplia biblioteca de materiales y modelos virtuales electrónicos para llevar a cabo simulaciones de refrigeración.

A modo de resumen, te nombramos las soluciones que incluye SOLIDWORKS Flow Simulation:

  • Dinámica de fluidos computacional (CFD)
  • Análisis de flujo de fluidos
  • Factores de comodidad térmica
  • Gestión térmica de dispositivos electrónicos
  • Visualización de simulación
  • Análisis térmico de fluidos
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