SIMULACIÓN EN SOLIDWORKS Tutorial básico- Práctica

Transcripción

1 Instituto Universitario de Tecnología de Cabimas Programa de Ingeniería Mecánica Ingeniería Asistida por Computador. Módulo II SIMULACIÓN EN SOLIDWORKS Tutorial básico- Práctica asesoriacad.wordpress.com

2 SIMULACIÓN EN SOLIDWORKS OBJETIVO Conocer el procedimiento básico para la realización de una simulación de tipo estructural en SolidWorks Simulation a través de una práctica asistida. APTITUDES REQUERIDAS Modelado básico en SolidWorks Nociones en mecánica de sólidos, análisis de esfuerzos, tensiones, factor de seguridad.

3 PROBLEMA PROPUESTO Determinar la tensión y el desplazamiento máximo en la barra circular de 50 mm de diámetro y 250 mmm de longitud al aplicarle una carga axial de N. Procedimiento: 1. Crear modelo CAD de la barra 2. Activar complemento SolidWorks Simulation 3. Especifica el tipo de estudio 4. Asignar material a la pieza 5. Aplicar la sujeción 6. Aplicar la carga axial 7. Crear el mallado (discretización, elementos finitos) 8. Ejecutar la simulación 9. Analizar resultados 10. Correcciones pertinentes 11. Animaciones e Informe de estudio

4 1. CREAR EL MODELO CAD DE LA BARRA A. Barra menú, Nuevo, Pieza B. Operaciones, Extrusión Saliente/ Base C. Seleccionar plano Alzado Click

5 TIPOS DE SIMULACIONES D. Croquizar un circulo de diámetro 50, al finalizar presionar la esquina de confirmación para continuar con la operación Extrusión. esquina de confirmación E. Asignar la longitud de extrusión a 250mm Resultado, modelo CAD de la barra:

6 2. ACTIVAR COMPLEMENTO SOLIDWORKS SIMULATION A. Barra menú, Opciones, Complementos, SolidWorks Simulation B. Abrir pestaña Simulación

7 3. ESPECIFICAR TIPO DE ESTUDIO C. Abrir Nuevo Estudio D. Especificar tipo de estudio, para esta práctica será Estático Cada estudio analiza características distintas en la pieza o mecanismo

8 4. ASIGNAR MATERIAL A LA PIEZA Seleccionar Acero Aleado Aplicar y Cerrar

9 5. ASIGNAR SUJECIONES Seleccionar tipo de sujeción Geometría fija para esta práctica. Orbitar la pieza (flechas del teclado) hasta visualizar la cara posterior de la barra, hacer click sobre ella para establecer allí el área de sujeción de la pieza.

10 6. APLICAR LA CARGA AXIAL Z< Seleccionar la cara frontal de la barra para aplicar la fuerza, establecer la carga indicada (12753 N), activar Invertir dirección y aceptar.

11 7. CREAR EL MALLADO El mallado es el proceso de discretización, donde la pieza es subdividida en pequeños elementos tetraédricos unidos entre sí por puntos conocidos como nodos, los cuales bajo la acción de la carga y condiciones aplicadas generan ecuaciones que describen el comportamiento de la pieza, el procesador analítico del software se encarga de realizar los cálculos matemáticos para finalmente mostrar los resultados al ejecutar la simulación. Mientras más densa sea la malla, mayor será el nivel de precisión de cálculo, sin embargo, esto conlleva a mayor demora de procesamiento. Para efectos de esta práctica se utilizará la configuración predeterminada.

12 7. CREAR EL MALLADO Mensaje del solver que se muestra al aceptar la configuración de mallado, indica el proceso de creación de la malla. Pieza subdividida en elementos finitos (malla aplicada)

13 8. EJECUTAR LA SIMULACIÓN Resultado de la simulación Listado de resultados de análisis, al hacer doble click sobre cada uno se muestra en la zona de gráficos Mapa de colores para identificar intensidad de resultados El color rojo indica zona máxima de concentración.

14 9. ANALIZAR RESULTADOS Resultados de tensión Resultado de deplazamiento Determinar la tensión y el desplazamiento máximo en la barra circular de 50 mm de diámetro y 250 mmm de longitud al aplicarle una carga axial de N. Respuesta: Mpa ; e-003 mm Nota: Si se realizan los cálculos analíticamente la diferencia mínima entre ellos y los mostrados por el software radican en la densidad de mallado aplicado.

15 10. CORRECCIONES PERTINENTES A. Crear trazado de factor de seguridad: Para determinar el factor de seguridad en la pieza o mecanismo analizado debe crearse un trazador, para ello presionar click derecho sobre la carpeta Resultados y seleccionar Definir trazado de factor de seguridad B. Conservar la configuración Automática y presionar Aceptar.

16 10. CORRECCIONES PERTINENTES El factor de seguridad obtenido es excesivamente alto, lo cual se sobreentiende no resultaría aceptable para el diseño mecánico, por tanto deben aplicarse acciones correctivas a fin de que la pieza pueda ser aprobada bajo criterio de diseño Cómo se puede lograr un FDS permisible? Algunas posibles soluciones: - Modificando la carga aplicada - Cambiando el material de la pieza - Agregando algún elemento de sujeción. En este ejercicio se aplicará como corrección un ajuste de la carga aplicada v

17 10. CORRECCIONES PERTINENTES: MODIFICACIÓN DE LA CARGA APLICADA C. Seleccione la operación Fuerza en el Gestor de Simulación, presione click derecho e ingrese a la opción Editar definición D. Modifique la fuerza inicial 100 veces su valor. E. Vuelva a presionar el comando Ejecutar para volver a analizar con base al cambio realizado.

18 10. CORRECCIONES PERTINENTES: NUEVO RESULTADO F. Presione doble click nuevamente sobre Factor de seguridad para visualizar valores.

19 11. ANIMACIONES E INFORME DE ESTUDIO A. Al presionar doble click sobre cualquiera de los resultados de tensión y desplazamiento, presione click derecho y seleccione la opción Animar, se generará automáticamente una animación de la deformación o desplazamiento que experimenta la pieza bajo efecto de la carga y condiciones aplicadas. B. Si lo desea configure la velocidad de reproducción de la animación o guárdela como archivo AVI

20 11. ANIMACIONES E INFORME DE ESTUDIO C. Genere un informe detallado de su simulación Puede generar un documento word que describa toda la información referente a la simulación realizada. Siga los siguientes pasos: Seleccione el comando Informe Agregue o elimine las secciones que desee incluir en el informe Al activar cada casilla puede personalizar la información de autoría Puede especificar una carpeta para guardar el informe Al finalizar, presione Crear y Aplicar. En algunas versiones se presenta la opción como Publicar y Aceptar

21 SIMULACIÓN EN SOLIDWORKS: EJERCICIO EJERCICIO: Si completó el procedimiento y obtuvo los resultados esperados, ya puede realizar un estudio de simulación cubriendo los aspectos mínimos. Recuerde que en general el procedimiento es el mismo, salvo aquellos estudios más específicos donde deben indicarse otros parámetros, pero en cualquier caso guíese siempre por los mensajes que muestra el programa, y aplique los conocimientos básicos que se requieran para el estudio. Una barra escalonada está empotrada por el escalón de mayor diámetro, en el otro extremo está aplicada una carga de tracción de F=31415 N. Determinar: a) La tensión máxima. Asuma el material b) Los desplazamientos a lo lago de la barra. c) El factor de diseño (Redondeo) Genere un informe con los resultados arrojados. Siga el procedimiento aplicado para el ejemplo anterior, recuerde aplicar la carga según se indica y realizar las correcciones pertinentes de ser necesario para el FDS.

22 SIMULACIÓN EN SOLIDWORKS: EJERCICIO PAUTAS: La actividad será realizada en equipo con la cantidad máxima de participantes acordada en clase. La simulación deberá ser enviada por correo electrónico a: incluyendo: - Archivo original de simulación realizada - Documento word (informe) generado por el programa, debidamente identificado con los nombres de los integrantes de equipo. Correos o informes que no estén identificados no serán evaluados. Actividades enviadas con retraso a la fecha de entrega acordada se evaluarán en base a -5pts de la calificación máxima.