Tutorial #9 Modelo de Martillo en 3D

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1 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 369 DE 384 Tutorial #9 Modelo de Martillo en 3D Para la creación de geometrías tridimensionales complejas, el paquete Superdraw es difícil de manejar, por lo que existe la posibilidad de importar archivos desde otros paquetes de diseño, como lo es Autocad. En esta práctica se generará primero el wireframe de un martillo en Autocad, para después ser importado a Algor. Dentro de Algor, se aplicarán las superficies y se creará la malla, para su posterior análisis. Creación el Wireframe en Autocad. Creación de la Cabeza del Martillo Entrar a Autocad vpoint -1, -1, 0.7 Cambio de punto de vista. ucs Cambio del sistema coordenada del usuario. y -90 z -90 arc c 0,0 1,0 0,1 c 0,0 0,1-1,0 c 0,0-1,0 0,-1 Line 0,-1 1,0 Copy Mouse 0,0 0,0,2 Crear 3 arcos de 90 grados y radio de 1 para la cabeza del martillo. Crea la base del martillo Copiar la cara del martillo Con el seleccione los objetos dibujados con anterioridad arc c 0,0,-1.5,0 0,.5 c 0,0,-1 0,.5 -.5,0 c 0, ,0 0,-5 Line Crear 3 arcos de 90 grados y radio de 1 para la cabeza del martillo.

2 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 370 DE 384 0,-.5,-1.5,0,-1 Line 0,-1,2 0,-1,0 0,-.5,-1 1,0,2 1,0,0.5,0,-1 0,1,2 0,1,0 0,.5,-1-1,0,2-1,0,0 -.5,0,-1 Unión de los arcos Creación de cara del martillo Figura Line -1,0,2 0,0,2 0,-1,2 0,1,2 0,0,2 1,0,2.5,0,-1 0,0,-1 0,.5,-1 0,-0.5,-1 0,0,-1-0.5,0,-1

3 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 371 DE 384 Figura Figura Creación del Mango Line 0.25,-0.75, ,-0.25, ,-0.25, ,-0.75,0.5 C Cierre el rectángulo Line 0,-1,2 0.25,-0.75,1.5 1,0,2 0.75,-0.25,1.5 0,-1,0 0.25,-0.75,0.5 1,0,0 0.75,-0.25,0.5 copy 0,0,0 3,-3,0 Copiamos la base del mango Con el seleccionamos el rectángulo que forma la base del mango Line 3.75,-3.25, ,-0.25, ,-3.75, ,-0.75, ,-3.25, ,-0.25, ,-3.75, ,-0.75,0.5

4 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 372 DE 384 Figura Modelo Wireframe del martillo terminado en Autocad. Salva el dibujo en formato DXF. USE UN NOMBRE DE ARCHIVO DE 8 CARACTERES O MENOS I. Preprocesamiento Start:Programs:Al gor Software: Algor FEA Haga clic en el botón Start después. Lleve el a Programs y haga clic. Seleccione Algor y luego haga clic en Algor FEA. La siguiente pantalla aparecerá:

5 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 373 DE 384. Figura Con el seleccione el icono NEW y de doble clic y después el icono de Superdraw Figura Superdraw III aparecerá ahora. Importando el dibujo de Autocad File: Import: CAD Wireframe Model Type: AutoCAD (dxf) Open Importe un modelo en wireframe Asegurese que el tipo de archivo sea DXF Busque el archivo que salvo en Autocad formato DXF y haga click en Open. Algor automáticamente le asigna el mismo nombre al modelo que el que tiene el dibujo dxf. Creación del modelo con Superdraw III "Tools:Model Data Control" "Units" Control. Abra la pantalla de Model Data Control Presione el botón Units en la pantalla de Model Data

6 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 374 DE 384 "English (in)" "Ok" "Analyze: Analisis Type: Linear Stress and Vibration" "Static Stress" Close Control. Seleccione el sistema Ingles en pulgadas (English in) Presione OK para continuar Accese el menu ANALYSIS TYPE y seleccione Linear Stress Analysis desde el submenu. Seleccione Static Stress desde la opción Linear Stress and Vibration. Alternativamente seleccione Linear Static Stress en Analysis Type dentro de Model Data Control. Cierre la pantalla de Model Data Control. Dibujo de la malla. El dibujo de la malla requiere precisión y cuidado, en caso de cometer algún error es necesario presionar inmediatamente el botón F2 View Utilities "View:Pre-Defined Views: Isometric" Seleccione la vista isométrica. View Utilities View: Enclose Encierre el dibujo en la pantalla FEA Mesh: Supersurf Abra el programa Supersurf. Este se utiliza para generar las mallas de modelos mas complejos de una manera manual. A diferencia de los comandos de mallado de Superdraw este no elimina los objetos iniciales por lo que es mas fácil generar mallas de modelos de muchas líneas. Dibujo de la malla en Supersurf Construct : 3-patch/t: Not sweep Crea una superficie entre 3 líneas. Con el botón izquierdo del seleccione la línea marcada como 1, después la numero 2 y finalmente el arco ver Figura Es importante marcar los puntos cerca del centro del círculo y en sentido horario. Repita el proceso para completar la cara del martillo incluyendo la parte de 3 caras inferior hasta que el dibujo se vea como la Figura Figura Figura

7 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 375 DE 384 Figura <Esc> Sweep Mouse Mouse Regrese al menú anterior Crea una superficie que sale desde una generatriz y que corre a lo largo de una línea guía. Figuras y Con el seleccione el arco marcado con el número 1y después la línea numero 2 para generar la tapa del martillo Repita la operación en las otras 2 tapas <Esc> : 2-Objt/t Construya superficies entre 2 objetos Con el seleccione el arco A y después el arco B, vea Figura11. Es importante seleccionar los arcos cerca de la misma línea para evitar una malla cruzada. Mouse Repita la operación para unir los arcos C con D y E con F Ver Figura y

8 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 376 DE 384 Figura Figura Figura Figura Figura

9 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 377 DE 384 <Esc> 3-patch/t: Not sweep Crea una superficie entre 3 lineas. Con el botón izquierdo del seleccione la línea marcada como 1, después la número 2 y finalmente el arco. Repita la operación hasta completar la cara Figura Figura Figura <Esc> Construct: 2-Objt/t Construya superficies entre 2 objetos Con el seleccione la línea O del mango del martillo y únala con la línea P. Vea Figura Repita la operación de P a Q y en las otras 2 caras para crear todas las superficies del mango, vea Figuras y

10 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 378 DE 384 <F10> Ingrese al menú de dibujo para cambiar la vista JetView Con el seleccione una posición que le permita cómodamente finalizar las superficies del dibujo. <Esc> Regresamos al menú anterior Construct: 2-Objt/t Construya superficies entre 2 objetos Con el genere la superficie inferior del mango Fig Finalmente genere la superficie inferior de la cabeza del martillo como lo muestra la Figura Figura Figura

11 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 379 DE 384 <Esc><Esc> Regrese al menú principal Render:Render Crea una vista sombreada del modelo. Quick mesh:number-u" Indica que se creara una malla cada superficie. 3 Da un valor de 3 x 3 divisiones a las mallas Test Prueba la malla File msh Salva el modelo con la malla <F9> Done Salir de SuperSurf Figura Modelo sombreado Generacion de la malla solida File Utilities "File:Save" Guarde el modelo Superdraw actual. FEA Mesh Tools FEA Mesh: Solid Mesh Generation Type:Tetrahedral Generate Done Escoja la opción para generar una malla solida (3d) En el campo Type, asegurese que este seleccionado el tipo Tetrahedral (tetrahedros) Genere la malla solida. Aparecera una pantalla de dialogo dando los datos de la malla generada. Presione OK para aceptar. Cierre la pantalla de Solid Mesh Engines. Vera como el modelo ahora tiene una malla dentro del interior del cubo. Esta malla se encuentra dibujada en el layer 0.

12 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 380 DE 384 Figura Sólido generado Insertando los datos del Modelo FEA File Utilities "File:Save " Guarde el modelo Superdraw actual. "File:Export to FEA Editor." Esto transferirá la geometría dibujada al editor FEA Una vez que se carga en el FEA Editor aparece un árbol en la parte izquierda con cruces rojas indicando los datos que se requieren para el análisis. Para modificarlos simplemente seleccionamos el elemento con el y damos doble clic Definición de material "Modify:Material" Steel (ASTM-A36) Seleccione el campo "Material" para activar la pantalla de selección de material, ya sea con doble clic en el árbol de opciones o sobre el modelo con el botón derecho del De la lista de materiales, seleccione Steel (ASTM-A36) haciendo doble clic en el nombre. La pantalla de materiales desaparece indicando que el material fue aceptado, este aparece mostrado en la columna material del Model Data Control Las demás propiedades del elemento vienen definidas desde superdraw por lo que no es necesario establecer el tipo de elemento ni su definición.

13 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 381 DE 384 Definición de condiciones de frontera nodales. Las condiciones de frontera se pueden colocar directamente sobre el dibujo Selection:Shape:Rectangle Haga clic con el botón derecho del en el área de trabajo y seleccione Rectangle o bien desde el menú, selection, shape, Rectangle Selection:Select:Vertices Selecciona los vértices Mouse Con el botón izquierdo del seleccione los nodos del mango del martillo ver Figura "Edit: Add FEA Object: Boundary Condition" Fixed OK Accese el menú Boundary Conditions, de FEA Add en Edit. Aparecerá la pantalla para añadir condiciones de frontera. O bien oprima el botón derecho del en el área de trabajo seleccione Add Boundary Condition Seleccione la opción fixed para restringir completamente el movimiento. Un triángulo aparecerá indicando su restricción. Figura Aplicando las condiciones de frontera Adición de casos de carga. View:Orientation: XZ Front Cambie la vista lateral

14 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 382 DE 384 Selection:Shape:rectangle Seleccione la opción para escoger varios nodos a la vez Mouse Con el dibuje un rectángulo que encierre los nodos de la cara más grande del martillo como en la Figura Mouse: Add: Force Presione el botón derecho del en cualquier parte sobre el área de trabajo y seleccione la opción Add. Una ventana aparecerá seleccione la opción Forces Magnitude:30000 En el campo de magnitude escriba X Seleccione la casilla de X para indicar la dirección Ok Las 3 fuerzas aparecerán en los nodos Definiendo la Información Global Analysis :Parameters "OK" Figura Fuerzas nodales aplicadas. Abra el menú de análisis y seleccione parameters Presione OK para aceptar la información global y regresar a la pantalla de Model Data Control. Esto se tiene que llevar a cabo para que Algor sepa que NO queremos cambiar nada (de otra manera asume que se nos olvido). II. Procesamiento En la fase de procesamiento, se analizará el modelo utilizando el Linear Stress Analysis Processor (ssap0). 1. Análisis del modelo con el Linear Stress Analysis Processor "Analysis: Presione el botón Perform Analysis en el menú Analysis para Perform Analysis" abrir la pantalla de Analisis.

15 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 383 DE 384 Allocated Memory: Seleccione el campo de Allocated Memory. Aquí controla cuanta memoria RAM quiere dedicar al análisis. Mientras más memoria utilice más rápido ira el análisis, pero nunca dedique toda la memoria de la computadora para el análisis, ya que esto no permitirá a otros procesos del sistema operativo y del software a funcionar correctamente En este caso dedicamos 34 Mb de RAM para el análisis (como el modelo es muy simple aun dejando 4 Mb de RAM es mas que suficiente). Analyze Presione el botón Analyze para iniciar el análisis. Una vez que el análisis termine, aparecera una pantalla de dialogo diciendo que el analisis termino, y si ocurrieron errores o avisos durante su ejecucion. Presione Done en la pantalla de Analysis para salir de esta y regresar al Model Data Control. III. Postprocesamiento Visualización de los desplazamientos. Observación de desplazamientos. "Results:Displacement Data: Displaced Model" "Displaced model on" "Undisplaced model on" Calculate Scale Abra el menú de desplazamientos, una ventana aparecerá con opciones. Active la casilla del modelo desplazado. Active la casilla del modelo no desplazado. Seleccione automáticamente la escala del desplazamiento Figura Figura Menú de desplazamiento

16 RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 384 DE 384 Visualización de esfuerzos. "Results " "Von Mises Stress" Figura El modelo deformado. Accese el menu Results. Seleccione tipo de vigas-armaduras del menu POST-DI. Figura Visualización de los esfuerzos von Mises Si usted desea salir de Superdraw III, utilice el comando "File:Exit". "File:Exit" Salga de Superdraw III. Felicidades. Usted ha completado exitosamente este tutorial.