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Filtros en Listas de Materiales con SOLIDWORKS

Filtros en Listas de Materiales con SOLIDWORKS

En muchas ocasiones os habéis encontrado con la necesidad de crear filtros en listas de materiales con SOLIDWORKS, al igual que se puede hacer en otras herramientas como Excel. Gracias a la constante monitorización y escucha de las necesidades de sus usuarios, desde 2023 con SOLIDWORKS ya es posible. Lo podrás hacer en las versiones SOLIDWORKS Connected y en la versión escritorio.

Filtros en Listas de Materiales con SOLIDWORKS

Con esta nueva utilidad ahorramos en tiempo y evitamos errores al no tener que ocultar filas. La ocultación de filas hacía que tuviéramos que estar pendientes de elementos nuevos que agregáramos a nuestros modelos, para volver a visualizar nuevos elementos u ocultar elementos no deseados en nuestra lista de materiales filtradas manualmente.

Los iconos en el encabezado de la tabla indican dónde se aplican los filtros, y se pueden eliminar con la misma facilidad que se agregaron.

La barra de búsqueda integrada reduce una larga columna de valores, y los filtros personalizados se pueden definir con lógica condicional.

Filtros en Listas de Materiales con SOLIDWORKS

Supongamos que necesitamos una lista de materiales personalizada, como por ejemplo una lista de piezas de tornillería comercial. Los criterios de filtro se combinan en varias columnas.

Cualquier actualización de la lista de materiales actualiza los globos automáticos existente para que coincida con la tabla filtrada, con lo que no se requiere edición manual.

La tabla resultante se puede guardar en formatos comunes, por lo que podremos crear y compartir tablas sobre la marcha que amplían la utilidad de los dibujos.

A continuación te dejamos un vídeo para que veas cómo funcionan los filtros en listas de materiales con SOLIDWORKS:

Novedades SOLIDWORKS 2023

Si queréis descubrir otras novedades que trae el software para este año, puedes ver el webinar técnico que he preparado sobre este tema. Para verlo, solo debéis inscribiros en el siguiente formulario y os haremos llegar un link con el webinar.

Simulación estática lineal con SOLIDWORKS Premium

SOLIDWORKS Premium ofrece la posibilidad de testear un modelo mediante un análisis estático gracias a la simulación estática lineal.

Muchas veces surge la necesidad de probar nuestro modelo antes de sacarlo al mercado. En muchos caso, esto implicaría, por ejemplo, el desarrollo de prototipos lo que agregaría altos costes en tiempo y dinero, además de alargar la salida al mercado del producto. Esta casuística se puede ver resuelta con facilidad utilizando la Simulación estática lineal que trae incluida la licencia Premium de SOLIDWORKS CAD.

La opción de la simulación estática lineal también la encontramos dentro de la 3DEXPERIENCE en el rol de 3DEXPERIENCE SOLIDWORKS Simulation Designer, el cual es complementario al rol principal que aporta SOLIDWORS Connected.

La simulación estática lineal permite a los diseñadores, de manera eficiente y rápida, validar la calidad, el rendimiento y la seguridad del modelo que se está desarrollando, sin necesidad de salirse del entorno de diseño.

La Simulación estática lineal se basa en los siguientes principios:

  • Se supone que el material es lineal. Esto se traduce en que la tensión es lineal respecto a la deformación. Si se usa este tipo de modelo lineal, la máxima tensión que puede soportar el material no se limita a la última tensión del material. La fluencia del material no está contemplada en la simulación lineal, si no en la simulación no lineal disponible en SOLIDWORKS Simulation Premium.
  • Las deformaciones estructurales son pequeñas. El significado de esto reside en que la Simulación estática trabaja bajo la condición de que las deformaciones sean “pequeñas”, que no afecten a la rigidez del material. En la realidad la deformación de un material bajo la acción de una carga hace que la rigidez del material se vea afectada.
  • Las cargas son estáticas. La Simulación lineal supone que las cargas no cambian durante el tiempo.

La perfecta integración entre el diseño CAD y la simulación permite que, una vez se define el estudio de simulación, cualquier cambio en la pieza se verá reflejada en la simulación y únicamente habrá que ejecutarse el estudio de nuevo para ver como se comportan los nuevos cambios.

A continuación un ejemplo de como sería una simulación utilizando la simulación estática que aporta la licencia de SOLIDWORKS Premium.

1º Definición del caso a estudiar (Cargas, sujeciones, materiales…)

Simulación estática lineal: definición del caso a estudiar (Cargas, sujeciones, materiales...)

2º Definición y creación de mallado (Malla tipo sólido, shell y tipo viga) 

Simulación estática lineal: definición y creación de mallado (Malla tipo sólido, shell y tipo viga) 

3º Ejecución y evaluación de los resultados

Simulación estática lineal: ejecución y evaluación de los resultados

Beneficios de la Simulación

Reducir los beneficios de la simulación a olvidarse de prototipados o a que los diseñadores no necesiten salir del entorno de diseño sería quedarme corto. Por ello, os dejo un breve resumen de todos las ventajas que conlleva la simulación estructural:

  • Conocimiento del comportamiento mecánico del producto.
  • Optimización de la geometría.
  • Optimización del material utilizado.
  • Obtención de piezas con mejor comportamiento en uso.
  • Reducción de las iteraciones de modificaciones geométricas de moldes.
  • Reducción del número de prototipos fabricados en la fase de diseño.
  • Ahorro económico.
  • Se acorta el proceso de desarrollo-salida al mercado del producto o servicio.

Hasta aquí el post de hoy. Espero que os haya sido de ayuda. Recordad que si queréis empezar a trabajar con SOLIDWORKS Simulation, pero os veis perdidos, en Easyworks disponemos de formaciones con las aprender a manejar esta herramienta.

Easyworks puede ayudarte con tu simulación

Descarga gratis: Podemos ayudarte con tu simulación

Los análisis de simulación son una de las tareas más complejas de realizar, pero que a su vez aportan un gran valor añadido a la empresa que los realiza.

La simulación es un recurso muy útil para todas las empresas del sector industrial. Sin embargo, es muy común que no todas las empresas necesiten realizar simulaciones continuamente, sino para un proyecto específico o durante un tiempo limitado. Es por ello que, desde Easyworks, te ofrecemos la posibilidad de subcontratar los servicios avanzados de simulación y análisis estructural.

Estos serán útiles para validar estructuras tradicionales o singulares y así evitar la fabricación de costosos prototipos. Podremos validar tanto estructuras tradicionales como aquellas que por su singularidad no cuenten con una regulación normativa a la hora de justificar su capacidad resistente y aptitud.

El Método de los Elementos Finitos es el más adecuado para simular el comportamiento mecánico de diseños complejos e innovadores.

¿Qué elementos podemos analizar?

  • Estructuras fijas y provisionales: Escaleras, pasarelas, estanterías comerciales y logísticas, torres para vallas publicitarias…
  • Estructuras móviles y auxiliares: Grúas de izado, carretillas de carga y contenedores, jaulas de servicio y mesas elevadoras.
  • Útiles y uniones especiales: útiles de izado, conexiones singulares.
  • Maquinaria: Componentes de máquina, bastidores, bancadas.
  • Optimización Topológica y otros: Aligeramiento de componentes de todo tipo, estudios térmicos, dinámica de fluídos.

¿Qué análisis podemos realizar?

  • Estudios estáticos lineales: Tensiones, desplazamientos, deformaciones unitarias y factor de seguridad para los componentes con material lineal. Cálculo de uniones atornilladas y soldadas.
  • Estudios de frecuencia: Frecuencias naturales y formas modales en piezas y ensamblajes.
  • Estudios de pandeo: Cargas críticas de pandeo lineales y los modos de deformación en piezas y ensamblajes.
  • Estudios térmicos: Analizan la distribución de temperatura y el flujo de calor debido a la conducción, la convección, la radiación y análisis de tensiones térmicas.
  • Estudios de fatiga: Análisis de la vida y daños del diseño debidos a las cargas cíclicas definidas por eventos de amplitud constante o variable.
  • Estudios no lineales: Estudios no lineales estáticos y dinámicos. Tensiones, desplazamientos, deformaciones unitarias para los componentes con material no lineal.

Si tienes cualquier duda, en nuestra web de servicios puedes informarte de todas las formas en las que Easyworks puede ayudar a tu empresa. Si quieres contactar con nosotros, puedes hacerlo a través de nuestro formulario de contacto.

Aprovechamos para regalarte un ebook gratuito donde entenderás mejor las ventajas de la simulación para tu empresa.

Simulación multifísica secuencial

En la vida real muchos fenómenos físicos no suceden de manera independiente, a menudo se presentan de forma simultánea, mezclando problemas mecánicos, térmicos, de dinámica de fluidos y cinemáticos…

SOLIDWORKS Simulation resuelve este problema desacoplando dichos fenómenos y simulándolos de forma secuencial y dependiente en un proceso muy sencillo.

Gracias a este enfoque podemos secuenciar de múltiples formas estudios provenientes de los tres complementos de simulación: SOLIDWORKS Simulation; SOLIDWORKS Flow Simulation; SOLIDWORKS Motion.

simulación de viento

En el presente post, demostraremos cómo calcular la distribución de presiones debidas a la acción del viento sobre una estructura compleja de grandes dimensiones. A continuación, vamos a transferir esas cargas a SOLIDWORKS Simulation con la finalidad de realizar un análisis estático y así poder determinar su resistencia y estabilidad frente al vuelco.

Para este ejemplo vamos a suponer un viento huracanado de 40 m/s = 144 km/h impactando lateralmente contra un letrero lastrado cuya altura es de 7 metros.

Se trata de averiguar cuál será el lastre mínimo necesario para evitar el vuelco de la estructura.

El análisis conjunto de SOLIDWORKS Flow Simulation y SOLIDWORKS Simulation nos permitirá determinar cuál ha de ser la carga mínima necesaria en las áreas de lastre para mantener estable la torre cuando el viento actúa en una determinada dirección.

NOTA: Tendríamos que realizar este estudio para distintas direcciones de viento, sin embargo, para ilustrar el procedimiento tan sólo desarrollaremos el ejemplo para una sola dirección.

Estos serían los pasos a seguir:

1.- Crear proyecto

Creamos un nuevo estudio utilizando el asistente:

a) Se trata de un Análisis de tipo Externo, se excluyen todas las cavidades internas del modelo y se establece la acción de la gravedad en la dirección correcta.

b) Se toma como fluido el Aire

c) En Condiciones de Contorno dejamos los valores por defecto:

d) Es en el apartado de Condiciones ambientales Iniciales donde especificamos la velocidad de 40 m/s en la dirección correspondiente:

2.- Ajustar Dominio Computacional

Ajustamos las dimensiones del Dominio Computacional para capturar bien todo el fenómeno, recordad que haremos este estudio para el viento actuando en el sentido opuesto al eje global X, por esta razón hemos dado más dimensión al dominio a barlovento:

3.- Establecer los parámetros de la malla global

Ajustamos los parámetros de malla global con valores apropiados:

Simulación multifísica secuencial

4.- Ejecutar estudio

5.- Crear trazados

Creamos trazados de corte para las velocidades y trazados de superficie para las presiones relativas sobre los paramentos del letrero.

calcular distribución de presiones

6.- Exportar resultados a Simulation

En el menú Herramientas, Simulación de flujo, seleccione Herramientas, Exportar resultados a simulación.

7.- Definir un estudio de simulación de SOLIDWORKS

En la pestaña Simulation, seleccionamos Nuevo Estudio.
Nombramos el estudio como Efectos del viento.
En la lista Tipo, seleccionamos el icono Estático.
Hacemos clic en Aceptar.
El árbol de estudio de simulación aparecerá en la parte inferior del FeatureManager.

estudio de simulación

8.- Aplicar las propiedades del material

Hacemos clic con el botón derecho en la carpeta Piezasen el gestor de simulación y seleccionamos Aplicar el material a todos los sólidos…

Debajo de la carpeta DIN Acero (estructural), seleccionamos 1.0044 (S275JR). Hacemos clic en Aplicar y Cerrar.

9.- Importar cargas desde SOLIDWORKS Flow Simulation.

Hacemos clic en el botón derecho en el estudio Efectos del viento en el gestor de simulación y seleccionamos Propiedades…

Hacemos clic en la pestaña Incluir efectos térmicos/de fluidos.

En el apartado Presiones desde un análisis de fluidos, hacemos clic en la casilla de verificación junto a Incluir los efectos de la presión de fluidos desde SOLIDWORKS Flow Simulation.
Hacemos clic en el botón situado a la derecha del campo en blanco, elegimos el archivo de resultados de SOLIDWORKS Flow Simulation y hacemos clic en Abrir.

Hacemos clic en Aceptar.

10.- Crear restricción fija.

Hacemos clic en el botón derecho en Sujeciones en el gestor de simulación y seleccionamos Geometría fija.
Seleccionamos la cara inferior de la placa de anclaje.
Hacemos clic en Aceptar.

geometría fija simulation

11.- Crear malla.

Hacemos clic con el botón derecho en Malla en el gestor de diseño y seleccionamos Crear malla.
Adoptamos la configuración que figura en la captura de pantalla.
Además, aplicamos controles de malla para el fuste del letrero.

mallas simulación

12.- Ejecutar el análisis.

Hacemos clic con el botón derecho en Efectos del viento en el gestor de simulación y seleccionamos Ejecutar.

13.- Ver el trazado de tensiones y desplazamientos.

Para ver los resultados, expandimos la carpeta Resultados y hacemos doble clic en Tensiones1 y en Desplazamietos1.

14.- Momento volcador

Ahora consultamos las fuerzas de reacción en la cara que hemos fijado de la placa de anclaje. Para ello, en el menú contextual de la carpeta Resultados, seleccionamos Enumerar fuerza resultante…

En el PropertyManager elegimos Fuerza de cuerpo libre, para así poder seleccionar un punto de referencia que nosotros hemos creado y nombrado como O, luego seleccionamos la cara fija de la placa.

Al pulsar el botón Actualizar obtenemos el momento de reacción Mz respecto al punto O, si ahora dividimos este valor por la distancia entre centros de gravedad de los pesos de lastre, obtendremos el par de vectores F equivalente.

15.- Conclusión.

Por tanto, para mantener el letrero en equilibrio para esta hipótesis de viento (40 m/s en dirección -X), el peso del lastre P tendrá que ser mayor o igual que F para evitar la componente ascendente.

«P ≥ F = Mz / d = 1,33 x 105 / 3,36 = 39.583 N» 

Luego, la masa en kilogramos del lastre para el extremo desfavorable tendrá que ser no menor de:

«P / g = M ≥ 3.958 kg»

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.

estudio de topología

Descarga Gratis: hoja técnica optimización de la topología

Hoy os traemos una descarga gratuita para mejorar el diseño de productos y automatizar la capacidad de fabricación gracias a la optimización topológica.

Hoy en día, la disponibilidad de nuevas tecnologías de fabricación, junto con la demanda de un desarrollo de productos más automatizado, innovador y con un mejor rendimiento, supone a la vez desafíos y oportunidades para los diseñadores de productos.

Encargados de proporcionar unos diseños iniciales con la máxima fidelidad para minimizar los retrasos y los costes adicionales asociados con el rendimiento al final del ciclo, así como los problemas relacionados con la viabilidad de fabricación, los diseñadores se enfrentan a retos cada vez mayores a la hora de comprender mejor el comportamiento de sus diseños y de evaluar el enfoque de fabricación más
adecuado para los mismos.

Por suerte, las herramientas de optimización de la topología integradas en CAD, como las que se incluyen en el software de análisis SOLIDWORKS Simulation Professional y SOLIDWORKS Simulation Premium, ponen a su alcance una tecnología transformadora para ayudarle a crear rápida y fácilmente la forma optimizada de un diseño según los requisitos de su entorno operativo y de la técnica de producción empleada.

Al ser capaces de realizar estudios de topología rápidamente, los diseñadores pueden crear la forma óptima de un diseño automáticamente, por lo que se benefician de las nuevas técnicas de fabricación y, en última instancia, satisfacen la demanda de un desarrollo de productos más automatizado, innovador y con un mejor rendimiento.

Por qué usar simulación virtual

Descarga gratis: informe técnico sobre Simulación Virtual

¡Deja de perder dinero!

¿Todavía confías unicamente en los cálculos manuales y prototipos físicos para tu empresa?

Pásate a la simulación virtual. Y para convencerte con hechos y ejemplos, hoy te traemos un informe técnico de Aberdeen Group basado en experiencias de más de 550 encuestados, en donde se analiza cómo abordan el proceso de desarrollo de nuevos productos en empresas actuales.

En concreto podrás ver cómo las empresas que se adaptaron a la simulación virtual han sobrepasado a aquellas que siguen haciéndolo manualmente.

desafíos de prototipos físicos retos de los calculos manuales de simulación

transición a la simulación virtual

Descargar informe completo (20 pag.)

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

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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