simulacion soli wor

SolidWorks Simulation

Sergio Gómez González WW W

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SolidWorks Simulation®

SolidWorks Sim u lation Sergio Gómez González

SolidWorks P re m iu m

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ÍNDICE INTRODUCCIÓN.................................................................................................................13 CAPÍTULO 1. CONCEPTOS PREVIOS...........................................................................15

1.1 MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS (M EF)................................................. 18 1.2 ESTUDIOS REALIZADOS POR SOLIDWORKS..................................................... 19 1.2.1 Análisis estático......................................................................................................19 1.2.2 Estudio de pandeo y frecuencia.............................................................................20 1.2.3 Térmico................................................................................................................. 21 1.2.4 Estudio de ca íd a.................................................................................................... 21 1.2.5 Estudio de Fatiga................................................................................................... 22 1.2.6 Estudio de d iseñ o.................................................................................................. 22 1.3 EL ENTORNO.............................................................................................................. 23 1.3.1 Zona de Gráficos................................................................................................... 23 1.3.2 Gestor de Simulación (AnalysisManager)............................................;.............24 1.3.3 Botones del ratón.................... 26 1.3.4 Métodos abreviados de teclado.............................................................................27 1.3.5 Barra de herramientas flotante..............................................................................29 1.4 ACTIVACIÓN DE SOLIDWORKS SIMULATION.................................................. 36 1.4.1 Creación de un nuevo estudio...............................................................................37 1.4.2 Preparación previa del análisis..............................................................................38 CAPÍTULO 2. ANÁLISIS ESTÁTICO..............................................................................41

2.1 INTRODUCCIÓN......................................................... <............................................ 42 2.2 PROPIEDADES MECÁNICAS...................................................................................42 2.3 UNID ADES................................................................................................... 46

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2.4 ETAPAS EN LA REALIZACIÓN DE UN ANÁLISIS................................................47 2.4.1 Activación de SolidWorks Simulation.................................................................. 48 2.4.2 Preparación previa al análisis.................................................................................50 2.4.3 Selección de materiales.......................................................................................... 52 2.4.4 Definición de Sujeciones........................................................................................ 54 2.4.5 Definición de Cargas...............................................................................................56 2.4.6 Creación del mallado...............................................................................................57 2.4.7 Inicio del estudio.....................................................................................................60 2.4.8 Visualización de resultados.................................................................................... 61 2.5 PRÁCTICA 1. ANÁLISIS ESTATICO DE UNA PIEZ A............................................65 2.6 PRÁCTICA 2. ANÁLISIS ESTÁTICO DE UNA PIEZA DE CHAPA METÁLICA 75 2.7 PRÁCTICA PROPUESTA 1 ......................................................................................... 82 2.8 MATE RIAL ES............................................................................................................... 83 2.8.1 Tipos de materiales..................................................................................................84 2.8.2 Cuadro de diálogo de materiales............................................................................85 2.8.3 Asignar y definir nuevos materiales.......................................................................91 2.9 SUJECIONES...................................................................................... 94 2.9.1 Geometría fija..........................................................................................................96 2.9.2 Inam ovible............................................................................................................... 97 2.9.3 Rodillo/Control deslizante.....................................................................................97 2.9.4 Bisagra fija..............................................................................................................98 2.9.5 Sim etría................................................................................................................... 99 2.9.6 Simetría circular....................................................................................................100 2.9.7 Utilizar geometría de referencia........................................................................... 101 2.9.8 Sobre caras planas ....................................................... ...104 2.9.9 Sobre caras cilindricas...........................................................................................105 2.9.10 Sobre caras esféricas...........................................................................................106 2.10 CARGAS EXTERNAS...............................................................................................107 2.10.1 Fuerza...................................................................................................................107 2.10.2 Torsión.................................................................................................................112 2.10.3 Presión.................................................................................................. 113 2.10.4 Graveda d............................................................................................................. 116 2.10.5 Carga centrífuga..................................................................................................117 2.10.6 Carga de apoyo en rodamientos.........................................................................118 2.10.7 Tem peratura........................................................................................................ 119 2.10.8 Carga/Masa remota.............................................................................................122 2.10.9 Masa distribuida.................................................................... 127

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2.10.10 Configuración de símbolo s ............................................................................ 128 2.11 PRÁCTICA PROPUESTA 2. CARGA REMOTA Y DISTRIBUIDA .................. 128 2.11.1 Contactos ..................... 129 2.11.2 Conectores........................................................................................................... 138 2.12 PRÁCTICA 3. SOLDADURA POR PU NT OS ........................................................ 151 2.13 M ALLADO................................................................................................................ 159 2.13.1 Tipos de m allado.................................................................................................160 2.13.2 Métodos adaptativos............................................................................................163 2.13.3 Creación y definición de malla..........................................................................170 2.13.4 Control de malla..................................................................................................174 2.13.5 Calidad de malla..................................................................................................178 2.13.6 Volver a mallar el modelo.................................................................................179 2.13.7 Otras opciones de mallado................................................................................. 179 2.14 TRAZAD OS............................................................................................................... 184 2.14.1 Trazado de Factor de seguridad.........................................................................185 2.14.2 Percepción de diseño...........................................................................................189 2.14.3 Trazado de tensiones...........................................................................................190 2.14.4 Trazado de comprobación de fatiga...................................................................193 2.14.5 Trazado de desplazamientos.............................................................................. 197 2.14.6 Trazado de deformaciones unitarias...................................................................199 2.14.7 Herramientas de resultados................................................................................201 2.14.8 Otras herramientas de gestión de trazados ....................................................... 224 2.15 PRÁCTICA 4. ANÁLISIS ESTATICO DE UNA PIEZA ...................................... 228 2.16 PRÁCTICA 5. ANÁLISIS DE CONTACTO...........................................................249 2.17 PRÁCTICA 6. ANÁLISIS DE UN ENSAMBLAJE...............................................254 CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE FRE CU EN CIA ............................................................... 261 3.1 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE FRECUENCIAS .......................................... 262 3.2 ETAPAS EN LA CREACIÓN DE UN ESTUDIO....................................................263 3.2.1 Creación del estudio de frecuencia ..................................................................... 264 3.2.2 Configuración de Opciones de frecuencia..........................................................264 3.2.3 Selección del material.......................................................................................... 267 3.2.4 Definición de las Sujeciones................................................................................268 3.2.5 Definición de las cargas estructurales ................................................................. 268 3.2.6 Definición del mallado......................................................................................... 269 3.2.7 Ejecución del análisis........................................................................................... 269 3.2.8 Resultados obtenidos............................................................... 270 3.3 PRÁCTICA 7. ANÁLISIS DE FRECUENCIAS ...................................................... 275

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‘ - PRÁCTICA PROPUESTA 3  .......................................................................................  282 C APÍTULO 4. ANÁLISIS DE PANDEO..........................................................................283

4.1 INTRO DU CC IÓN......................................................................................................... 284 4.2 ETAPAS EN LA CREACIÓN DE UN ESTUDIO DE PAN DEO ............................ 287 4.2.1 Creación del estudio de pandeo.............................................................................288 4.2.2 Configuración de Opciones de p an deo ................................................................288 4.2.3 Selección del material........................................................................................... 291 4.2.4 Definición de las Sujeciones.................................................................................291 4.2.5 Definición de las cargas estructurales..................................................................292 4.2.6 Definición del mallado.......................................................................................... 292 4.2.7 Ejecución del análisis.............................................................................................293 4.2.8 Resultados obtenidos..............................................................................................293 4.3 PRÁCTICA 8. ANÁLISIS DE PANDEO ...................................................................  299 4.4 PRÁCTICA PROPUESTA 4 ........................................................................................ 306 CAPÍTULO 5. ANÁLISIS DE CAÍDA...............................................................................307

5.1 INTROD UCCIÓN ......................................................................................................... 308 5.2 ETAPAS EN LA CREACIÓN DE UN ESTU DIO.....................................................309 5.2.1 Definición/selección del material..........................................................................310 5.2.2 Configuración del análisis..................................................................................... 312 5.2.3 Condiciones de contacto........................................................................................ 316 5.2.4 Opciones de resultados..........................................................................................  321 5.3 PRÁCTICA 9. ESTUDIO DE CAÍDA.........................................................................323 5.4 PRÁCTICA 10. ESTUDIO DE CAÍDA DE DOS PIE ZA S......................................  335 5.5 PRACTICA 11. ESTUDIO DE CAÍDA PD A ...........................................................  343 5.6 PRÁCTICA PROPUESTA 5. VARIACIÓN DEL FAC-TOR DE END URECIM IENT O......................................................................................................... 351 5.7 PRÁCTICA PROPUESTA 6. EVALUACIÓN DE LA CAÍDA DE UNA TORRE DE ORDENADOR PROTE-GIDA CON ESPUMA DE P E ..................................................351 CAPÍTULO 6. ESTUDIO DE DISEÑO..............................................................................353

6.1 INTROD UC CION ......................................................................................................... 354 6.2 ETAPAS EN UN ESTUDIO DE DISEÑO .................................................................. 356 6.2.1 Creación de estudios previos.................................................................................359 6.2.2 Definición de las propiedades del an álisis..........................................................360 6.2.3 Definición de las variables del diseño.................................................................. 361 6.2.4 Definición de las Restricciones del diseño...........................................................365 6.2.5 Definición del objetivo..........................................................................................  369

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6.2.6 Ejecución del proceso de optimización..............................................................370 6.2.7 Visualización de resultados de optimización.....................................................371 6.3 PRÁCTICA 12. ESTUDIO DE DISEÑO..................................................................375 6.4 PRÁCTICA PROPUESTA 7. ESTUDIO DE DISEÑO ........................................... 379 6.5 PRÁCTICA 13. ESTUDIO DE OPTIMIZACIÓN ................................................... 380 CAPÍTULO 7. ANÁLISIS DE FATIG A...........................................................................391 7.1 INTRODUCCIÓN....................................................................................................... 392 7.1.1 Definiciones......................................................................................................... 393 7.1.2 Curvas S N ............................................................................................................ 395 7.1.3 Resistencia a la fatiga...........................................................................................396 7.2 ETAPAS EN LA CREACIÓN DE UN ESTUDIO....................................................397 7.3 MATERIALES Y CURVAS S N ................................................................................399 7.4 PROPIEDADES DEL ENSAYO................................................................................ 400 7.5 FACTOR DE REDUCCIÓN DE RESISTENCIA A LA FATIGA (KF) ................. 402 7.6 SUCESOS DE FA TIG A..............................................................................................402 7.7 TRAZADOS DE FATIGA...........................................................................................410 7.7.1 Trazado de Vida (ciclos) ..................................................................................... 410 7.7.2 Trazado de daño...................................................................................................412 7.7.3 Definición de otros trazados de fatiga.................................................................412 7.8 PRÁCTICA 14. FATIGA DE UN EJE ....................................................................... 415 7.9 PRÁCTICA 15. FATIGA VARIOS SUCESOS........................................................426 7.10 PRÁCTICA PROPUESTA 8. CARGA VARIABLE .............................................. 434 CAPÍTULO 8. ANÁLISIS DE VI G AS ............................................................................. 435 8.1 INTRODUCCION.......................................................................................................436 8.2 ETAPAS EN LA CREACIÓN DE UN ANÁLISIS DE VIGA.................................437 8.2.1 Tratar como viga o tratar como sólido................................................................438 8.2.2 APLICAR/EDITAR VIGA ................................................................................. 438 8.2.3 Editar juntas.......................................................................................................... 440 8.2.4 Selección de materiales........................................................................................441 8.2.5 Cargas y Sujeciones.............................................................................................442 8.2.6 Mallado................................................................................................................. 442 8.2.7 Resultados............................................................................................................ 443 8.3 PRÁCTICA 16. VIGA SIMPLE................................................................................. 444 8.4 PRÁCTICA 17. CABEZAS DE ARMADURA.........................................................452 8.5 PRÁCTICA PROPUESTA 9. ESTRUCTURA 1 ...................................................... 462

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CAPÍTULO 9. DISEÑO DE RECIPIENTES A PRESIÓN...........................................463 9.1 INTRODU CCIÓN Y DEFINICIÓN DEL EST UD IO.............................................. 464 9.2 PRÁCTICA 18. RECIPIENTE A PRESIÓN.............................................................466

ÍNDICE ALFABÉTICO..................................................................................................... 475