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8/18/2019 Ingeniería Asistida Por Computadora (Cae)
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INGENIERÍA ASISTIDA PCOMPUTADORA (CAE
• CONCEPTOS BÁSICOS DEL MÉTODO DE LOS ELEMENT
(FEM)• ESTUDIOS REALIZADOS CON SOLIDWORKS SIMULATI
• ANÁLISIS ESTÁTICO
• ETAPAS EN LA REALIZACIÓN DE UN ANÁLISIS ESTÁTIC
• EJEMPLO DE APLICACIÓN
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Se romperá el modelo?Será el diseño el más óptimo?
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Con Solidworks Simulation podemos realizardiversos tipos de análisis aún en la etapa de
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CONCEPTOS BÁSICOS DELMÉTODO DE LOS ELEMENTO
FINITOS Este método permite reemplazar un problema complejo pproblemas simples!" a través de la división del modelo enumerosas piezas pe#ueñas de $ormas simples denominaelementos!
El proceso de división del modelo en pe#ueñas piezas es
como mallado! %os elementos #ue con$orman dicho mallado tienen punt
denominados nodos!" los cuales pueden ad#uirir diversaelementales de acuerdo al tipo de análisis #ue se #uiera
%a respuesta en un elemento depende a su vez de las relos nodos #ue con$orman dicho elemento&
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Sobre la base de su conectividad con los demás elementosestablece las ecuaciones #ue determinan el comportamienelemento" las cuales están relacionadas con la respuesta drestricciones ( propiedades del material&
)osteriormente el pro'rama or'aniza las ecuaciones en unma(or de ecuaciones al'ebraicas simultáneas ( soluciona ecuaciones desconocidas&
*s+ tenemos #ue en el *nálisis de tensión" el solver encuendesplazamientos en cada nodo" ( posteriormente el pro'ralas de$ormaciones unitarias ( ,nalmente las tensiones&
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a- .odelo sólido del ejeEscalonado usando /0 123elementos ladrillo (tetraedrosb- 4ista del contorno dees$uerzos en el escalón
'irado 5267 alrededor del eje x " mostrando los má8imos atensión&
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ESTUDIOS REALIZADOS COSOLIDWORKS SIMULATION
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Anál!! E!"á"#$% )ermite conocer como se de$orma el modebajo la acción de car'as ( cómo estas se transmiten a través d
El análisis calcula los desplazamientos" las de$ormaciones unitensiones ( las $uerzas de reacción #ue se producen sobre el estudiado cuando se somete a la acción de car'as ( a unas removimiento 9sujeciones-&
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Anál!! &' n&'$ * +,'#-'n#% )ermite evaluar $recunaturales o car'as cr+ticas de pandeo" as+ como los modosde sus componentes estructurales o sistemas de soporte&
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Anál!! ".,/#$% Estudia la trans$erencia de calor en mo( en ensambles" permite evaluar los cambios de temperatmodelo tridimensional 9'radientes ( :ujos térmicos- ( conestos provocan tensiones" de$ormaciones ( desplazamientuno de los elementos #ue de,nen el modelo evaluado&
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E!"-&$ &' C0&% )ermite simular el comportamiento de upieza o ensamblaje bajo las condiciones de cho#ue producidaimpacto& Se evalúa el e$ecto del impacto sobre el modelo cuauna altura determinada o es pro(ectado sobre una super,cieinmóvil a una velocidad espec+,ca&
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Anál!! &' +"1% )redice el comportamiento del modelsometido a car'as mecánicas (;o térmicas :uctuantes en e
%a simulación indica la $orma en #ue la $ati'a a$ectará la vproducto 9<úmero de ciclos- ( detecta las áreas del modeempezarán a aparecer los primeros daños&
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E!"-&$ &' &!'2$% )ermite diseñar productos con el matnecesario sin #ue se rompa durante su $uncionamiento node su ciclo de vida&
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ANÁLISIS ESTÁTICO )ermite conocer como se de$orma el sólido bajo la acción d
como esta se transmite a través del mismo&
Se basa en dos supuestos a tener en cuenta=
S-$!#3n E!"á"#% %as car'as aplicadas sobre el modelo slentamente hasta lle'ar al valor má8imo establecido&
S-$!#3n ln'l% %a respuesta del modelo es proporcional aaplicada&
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PRINCIPALES PROPIEDADES MECÁNICAS 4UE CONSIDANÁLISIS ESTÁTICO%
D'n!&& (DENS)% k';m1 o ';cm1
T'n!3n% >ntensidad de las $uerzas aplicadas sobre el modelo psección 9<;m-
T'n!3n &' 5$n M!'!% Es la tensión e#uivalente #ue actúa soelementos di$erenciales del modelo ( #ue es comparada con la elástico del material& )ermite conocer si la tensión está dentro delástica ( óptima o por el contrario si se encuentra en la zona pdeseada&
T'n!$n'! ,n#l'!% P67 P8 * P9 El estado de tensión del analizado se puede de,nir mediante las componentes principaletensión #ue son normales a las caras de un cubo&
D'+$,/#3n -n",% %;%o
M3&-l$ &' El!"#&& (E:)% @elación entre la tensión ( la decuando esta es únicamente elástica&
L0/"' Elá!"#$% Es la má8ima tensión #ue puede soportar un
#ue se produzcan de$ormaciones permanentes&
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T'n!3n l0/"'% 4alor de la tensión donde se produce la rotur
R'l#3n &' P$!!$n (NU:;)% @elación de las de$ormacionea8iales #ue resultan de aplicar un es$uerzo a8ial en la de$orma
C$'<#'n"' &' P$!!$n
F#"$, &' !'1-,&&% (FDS)
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C$'<#'n"' &' &l"#3n ".,/# (ALP:)% Aace re$erencialon'itudinal ( volumétrica #ue e8perimenta un sólido debido atérmico&
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ETAPAS EN LA REALIZACIÓUN ANÁLISIS ESTÁTICO
D'<n, 'l "$ &' /ll&$ &'l /$&'l$ S'l'##$n, 'l /"',l "'n'n&$ 'n #-'
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A!1n' l! !-='#$n'! &'l /$&'l&$
A!1n' l! #,1! !$>,' 'l /$&'l$ '!""'n'n&$ 'n #-'n" 'l "$ &' #,1 ?-'-"l, (-n"-l7 &!",>-& -n+$,/'7&!",>-& n$ -n+$,/'7 !-',<#l7 '"#
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EJEMPLO DE APLICACIÓNBesarrolle el si'uiente problema de aplicación de una car'a puntuade per,l rectan'ular utilizando las ecuaciones establecidas en resismateriales" lue'o realizar el modelo ( la simulación utilizando el proSolidworks Simulation" ,nalmente realizar las comparaciones respe
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EJEMPLO DE APLICACIÓNtilizando la misma vi'a del ejemplo anterior" simular el caso esea una vi'a en voladizo en la cuál se aplica una car'a distribu
uni$ormemente en su e8tremo libre de /666 < 9a lo lar'o de /m