SolidWorks Simulation Training 2012 - Leccion 1

1

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

SolidWorks Simulation Training

SolidWorks 2012

Por: Juan Carlos Alberca

[email protected]

951-389-902

mailto:[email protected]

2

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Prerrequisitos

Diseño del curso

Acerca de los archivos

Acerca de este curso

3

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

SolidWorks Simulation

Introducción

4

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Es una herramienta computacional de ingeniería para el análisis del diseño mecánico, basada en una técnica numérica denominada “Análisis de Elementos finitos” (FEA).

Este software es desarrollado por SRAC, ahora es parte de SW Corporation, que en el año de 1995 crea el denominado “CosmosWorks”. Fue adquirido por Dassault Systemes en el 2001 y cambia de denominación a SW Simulation en el 2009.

¿Que es SolidWorks Simulation?

5

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Que es el analisis por elementos finitos?

Por ejemplo: Para medir la longitud de la trayectoria desde la casa hasta

el buzon de correo:

Aproximamos la trayectoria curva a travez de segmentos rectos.

Medimos estos segmentos rectos y obtenemos una aproximacion.

6

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Procedimiento Básico

Preprocesamiento

Solución

Postprocesamiento

Decisiones Preliminares

7

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Simulation Premium

Simulation Professional

Decisiones preliminares: Qué y cuántos tipos de análisis

Frequenc/

Buckling

Thermal

SolidWorks

Premium

Static

SolidWorks

Motion

Drop Test

Fatigue

Nonlinear

Optimization

Pressure

Vessel

Composites

Advanced

Dynamics

SolidWorks

Flow Simulation

8

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Decisiones Preliminares: Qué modelar

9

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Decisiones Preliminares: El modelo CAD

10

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Simplificación del modelo Operaciones no relevantes

Modificaciones al modelo

Limpieza

Decisiones Preliminares: El modelo CAD

11

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Pre procesamiento

12

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Pre procesamiento: Ingresar el tipo de análisis

Frequenc/

Buckling

Thermal Drop Test

Fatigue Nonlinear Optimization

Pressure

Vessel SolidWorks

Flow Simulation

Static

SolidWorks

Motion

Composites

13

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Pre procesamiento: Ingresar el material

14

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Preprocesamiento:Sujeciones, conexiones y contactos

15

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Cargas aplicadas a las superficies exteriores del modelo Fuerzas sobre superficies

Torque, Momento

Presión

Cargas que actúen sobre todo el modelo Gravedad, fuerza centrifuga

Cargas térmicas

Pre procesamiento – Cargas

16

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Preprocesamiento: Discretización

Tipo de Malla Tipo de elemento

Mallas 3D

Mallas 2D

Mallas 1D

17

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Solución

18

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Resumen

FEA Model Stress Results

19

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

MALLA - la representación aproximada de la geometría CAD utilizando tetraedros o Triángulos o segmentos - ELEMENTOS tetraedros o triángulos o segmentos de la malla NODOS - puntos en los que diferentes elementos se articulan entre sí; los nodos son los lugares donde los valores incógnitas (por lo general desplazamientos) se van a aproximar

Mesh, Nodes, Elements, …

20

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Análisis Estático

¿Qué tipo de análisis estudiamos en SolidWorks Simulation I?

21

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Esfuerzo normal

Esfuerzo cortante

Esfuerzos principales

Von Mises

Máximo esfuerzo combinado

Factor de seguridad

Conceptos que debemos recordar

22

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

El esfuerzo en un punto define 6 cantidades - 3 de esfuerzo normal y 3 esfuerzo de corte, dependen de la orientación del sistema de coordenadas Von Mises: Esfuerzo equivalente = VON es independiente del sistema de coordenadas Tensiones principales - 3 tensiones normales especificados en un sistema de coordenadas especial para que lo esfuerzos cortantes son cero Factor de seguridad =

Uso de resultados de esfuerzo para validar el diseño

23

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

La deformación es proporcional a las cargas El material es elástico lineal Las cargas son estáticas Las cargas mantienen su dirección

Supuestos para un análisis estático

Small deformation

Large deformation

24

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Lección 1

El proceso del análisis

25

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Activar el complemento SolidWorks Simulation

26

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Interfaz de SolidWorks Simulation

Study tree

Study tabs

Toolbar

Simulation Advisor

CommandManager tab

Analysis library

27

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

El Modelo CAD

Asignar Material

28

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Tipo de análisis

29

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Sujeciones y cargas

30

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Enmallado

Y luego..

Ejecutar

31

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Postprocesamiento

32

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Malla 3D tetraédrica de elementos solidos

1. Malla 3D Dividir el modelo en pequeñas piezas tetraédricas y aproximar la deformación en cada pieza

33

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Malla 2D triangular de elementos tipo placa

2. Malla Shell (Vaciado)

Chapa metálica y Superficie

Dividir las superficies de la chapa en pequeñas piezas triangulares y la deformación aproximarse a la de cada pieza

34

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

La Malla 1D de elementos tipo Viga (Beam)

3. Malla Beam (Viga)

Piezas Soldadas

Divida a los miembros de la estructura en pequeñas piezas rectas y para aproximar la deformación en cada pieza

35

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Parámetro de enmallado: Malla Estándar

36

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Parámetro de enmallado: Malla basado en curvatura

37

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Primer y segundo orden

38

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Análisis de una plancha de acero

Material: AISI 304

39

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Resultados malla predeterminada

von Mises Stresses in default study

40

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Valores en los Nodos y Valores en los elementos

41

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Los resultados de tensiones primero se calculan en puntos especiales -denominados Puntos de Gauss- situados dentro del elemento. Dichos puntos están seleccionados adecuadamente para obtener resultados óptimos, y el número de puntos de Gauss existente por elemento depende del tipo de elemento (Shell, Sólido, etc..). El programa obtiene las tensiones en los nodos del elemento por extrapolación de los resultados calculados en los puntos de Gauss.

Diferencias entre Tensiones en Nodos y en Elementos

42

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Tras resolver el problema, en la base de datos están disponibles los resultados nodales de tensión en cada nodo de cada elemento. Por tanto, existirán múltiples resultados de tensión en nodos comunes a dos o más elementos (tantos como elementos vayan a un mismo nodo). Estos resultados serán distintos entre sí, ya que el Método de los Elementos Finitos es un método aproximado. Por ejemplo, si un nodo es común a 4 elementos, habrá 4 valores ligeramente diferentes por cada componente de la tensión en el nodo. Durante la visualización de resultados, el usuario puede elegir entre tensiones en nodos o en elementos.

Durante el postprocesado de tensiones en nodos, el programa promedia los correspondientes resultados de todos los elementos que contribuyen con tensiones a dicho nodo. Por ejemplo


43

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Durante el postprocesado de tensiones en elementos, el programa promedia las correspondientes tensiones nodales para cada elemento. Usando el mismo ejemplo:


Debido a los diferentes métodos de "promediado", los valores máximos obtenidos en nodos y en elementos son diferentes. En el ejemplo anterior, el valor máximo de tensión en nodos es 5.0, y el valor máximo de tensión en elementos es 5.66 Si la malla es "poco tupida" comparado con el gradiente de variación de los resultados, entonces los valores máximos de tensiones en nodos y en elementos serán muy diferentes. La comparación de los valores máximos en nodos y en elementos es un buen indicador del grado de refinado de malla utilizado en las zonas de concentración de tensiones máximas.

49

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

von Mises Stresses in coarse study

Resultados malla gruesa: 11.45mm

50

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Resultados malla fina: 2.86mm

von Mises Stresses in fine study

52

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Finer mesh More accurate results More computational time

Lesson 1: Results

Summary of results – convergence study

53

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Comparison with analytical

Which result is correct???

Lesson 1 Results

55

Ι © D

assa

ult

Sys

tèm

es Ι

Con

fiden

tial

Info

rmat

ion Ι

Exercise 2: Compressive Spring Stiffness

mNu

Fk 7.234

10426.0

1.03

SolidWorks Simulation Training 2012 - Leccion 1

Documents

Transcript of SolidWorks Simulation Training 2012 - Leccion 1