Curso Avanzado 2011 - Analisis FEA
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Curso de Modelamiento Avanzado
Autodesk Inventor4/27/12
Analisis Elemento Finito (FEA)Juan Francisco Luzoro S.Especialista CAD/CAM/CAE Diseador Industrial Microgeo S.A.
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Curso de Modelamiento Avanzado
Autodesk Mdulo 1 Inventor1.
Haga Interpretacin del estilo de subttulo del Uso e clic para modificar el modulo FEA en A. Inventor patrn
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Modulo 1 - Clase 8, Captulo 1Uso de Anlisis mediante FEA
Objetivos Despus de completar esta leccin, sers capaz de:
Analizar y validar diseos mediante anlisis FEA
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Crear anlisis FEA Modal
Anlisis modal describe el proceso empleado para definir y ejecutar un anlisis de frecuencia estructural o anlisis modal de una pieza. La simulacin genera las frecuencias naturales (valores Eigen o valores propios) y las formas de modos correspondientes, que se visualizarn e interpretarn al final del aprendizaje.
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Crear anlisis FEA Modal
Para acceder al entorno de anlisis de tensin e iniciar una simulacin: Pulse la ficha Entornos de la barra de la cinta de opciones. Se presenta la lista de los entornos disponibles. Pulse el comando de entorno Anlisis de tensin. >> Slo hay dos comandos disponibles cuando se accede al entorno de anlisis de tensin con un modelo por primera vez: Crear simulacin y Configuracin de anlisis de tensin. Pulse Crear simulacin. >>
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Crear anlisis FEA Modal
Se abre el cuadro de dilogo Crear nueva simulacin. Especifique el nombre: Anlisis modal. En la ficha Tipo de simulacin, seleccione Anlisis modal. Los ajustes restantes son correctos. Pulse Aceptar. Se inicia una nueva simulacin y el navegador se llena de carpetas relacionadas con el anlisis de tensin.
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Crear anlisis FEA Modal
Se abre el cuadro de dilogo Crear nueva simulacin. Especifique el nombre: Anlisis modal. En la ficha Tipo de simulacin, seleccione Anlisis modal. Los ajustes restantes son correctos. Pulse Aceptar. Se inicia una nueva simulacin y el navegador se llena de carpetas relacionadas con el anlisis de tensin.
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Crear anlisis FEA Modal
En la barra de la cinta de opciones, en el panel Material, pulse Asignar materiales. >> Pulse la columna Material de anulacin para activar la lista desplegable. Seleccione Aluminio-6061. Pulse Aceptar.
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Adicin de restricciones
En la barra de la cinta de opciones, en el panel Restricciones, pulse el comando Restriccin fija. Aparece el cuadro de dilogo anclado. Seleccione la cara de la forma indicada.
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Pulse Aceptar.
Revisin de Mallado
Antes de iniciar la simulacin, se puede ver la malla. En la barra de la cinta de opciones, en el panel Preparar, pulse Vista de malla. El comando permite alternar entre la vista del modelo y la vista de la malla.
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Resultados
En la seccin Resultados del navegador y en el nodo Frecuencia modal, observe que la primera forma de modo (F1) tiene una marca de verificacin que indica que se est mostrando. Hay nodos para las formas de modos correspondientes a cada frecuencia natural. La tabla de colores muestra los valores de desplazamiento relativos. Las unidades no tienen efecto, ya que los valores de las formas de modo son relativos. (En este punto, no tienen un valor fsico real.)
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Crear anlisis FEA Esttico Paramtrico
Los estudios paramtricos varan los parmetros del modelo para actualizar la geometra y evaluar diversas configuraciones de un diseo. En este anlisis esttico estructural el objetivo es minimizar el peso del modelo.
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Crear anlisis FEA Paramtrico
En el navegador, pulse con el botn derecho en el nodo Estudio de simulacin (anlisis modal) y pulse Copiar simulacin. Se aade una copia de esta simulacin al navegador y se convierte en la simulacin activa. Editaremos las propiedades del estudio de simulacin para definir un estudio de cota paramtrico. Pulse con el botn derecho en el estudio de simulacin que se acaba de crear y, a continuacin, pulse Editar propiedades de simulacin. Cambie el nombre a Paramtrica. Cambie el objetivo de diseo Cota paramtrica usando la lista desplegable. Defina el tipo de simulacin como Anlisis esttico. Pulse Aceptar.4/27/12
Crear anlisis FEA Paramtrico
Adicin de parmetros a la tabla paramtrica En el panel Administrar, pulse Tabla paramtrica. En el navegador, pulse con el botn derecho en el nodo de pieza que se encuentra debajo del nodo Simulacin y pulse Mostrar parmetros. En el cuadro de dilogo Seleccionar parmetros, active la casilla situada a la izquierda del parmetro denominado d2, 12 mm. Pulse Aceptar.
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Crear anlisis FEA Paramtrico
Definicin del rango del parmetro En la celda Valores de Extrusin1 d2, especifique el rango 6-12. Los valores deben aparecer en orden ascendente. Pulse INTRO para aceptar los valores. Ahora, cuando se pulsa el campo Valores, aparece el valor 6-12:3. Esto indica que ahora hay tres valores en el rango. Estn regularmente espaciados entre el primer nmero y el ltimo, y por tanto los valores son 6, 9 y 12. NotaEl nmero que aparece tras el signo de dos puntos especifica las configuraciones adicionales deseadas, sin incluir la configuracin base. 12 mm es la base; las dos configuraciones adicionales son 6 mm y 9 mm. Una vez especificado el rango del parmetro, podemos generar las distintas configuraciones basadas en los valores del rango.
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Crear anlisis FEA Paramtrico
Generacin de configuraciones Pulse con el botn derecho en la fila del parmetro en la tabla y seleccione Generar todas las configuraciones. Se inicia el proceso de generacin del modelo.
Una vez completada la regeneracin del modelo, desplace el control deslizante para ver las distintas formas creadas.
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Crear anlisis FEA Paramtrico
Adicin de restricciones de diseo En la seccin Restricciones de diseo, detenga el cursor sobre la fila vaca, pulse con el botn derecho y pulse Aadir restriccin de diseo. En el cuadro de dilogo Seleccionar restriccin de diseo, seleccione Masa y pulse Aceptar. En el cuadro de dilogo Seleccionar restriccin de diseo, seleccione Tensin de Von Mises. Compruebe que Selecciones de geometra se ha definido como Toda la geometra. Pulse Aceptar. Introduccin de los valores lmite y el coeficiente de seguridad En la fila Tensin de Von Mises, pulse la celda Tipo de restriccin y seleccione Lmite superior en la lista desplegable. Introduzca el valor lmite 20 y el coeficiente de seguridad 1,5. 4/27/12
Crear anlisis FEA Paramtrico
A continuacin, aada la carga estructural. Pulse el comando Carga de fuerza. Se abre el cuadro de dilogo. Seleccione la cara de la forma indicada.
En Magnitud, introduzca 200 N. Pulse Aceptar. 4/27/12
Modulo 1 - Clase 8, CaptuloUso de Anlisis mediante Anlisis dinmico
Objetivos Despus de completar esta leccin, sers capaz de:
Analizar y validar diseos mediante anlisis dinamico
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Resultados
Ahora podemos revisar en la tabla parametrica, los valores de espesor variable para tomar una decisin de diseo basada en las condicionantes que realizamos y que determinan el mejor valor y la mejor relacin peso/resistencia del modelo.
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Pre-requisitos
Antes de empezar con una Simulacin es importante que el usuario domine:
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Crear y restringir ensambles de moderada complejidad en Inventor. Explicar mecanismos bsicos y cmo los componentes se mueven en relacin con otros dentro de un ensamble.
Definicin de Simulacin Dinmica en Inventor
Los resultados de la Simulacin se pueden usar para determinar la integridad de un diseo, calcular la cantidad de fuerza requerida para producir el movimiento deseado o ver el efecto natural de una fuerza como la gravedad y friccin sobre un mecanismo.
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Panel Navegador
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Gua de creacin de una Simulacin
Abrir un archivo de ensamble de Inventor en Inventor Professional Click Men Applications > Dynamic Simulation. Crear uniones estandar convirtiendo automticamente restricciones de ensamble y/o manualmente en orden para crear los grados de libertad. Crear otros tipos de uniones como contactos, deslizantes/giratiorias o de resorte para controlar mejor el mecanismo. Definir el entorno fsico en las propiedades de las uniones y aplicar las fuerzas usando el Input Grapher (Grfico de entrada). Correr la simulacin y ver cmo las uniones, cargas y estructuras de componentes interactan. Usar el Input Grapher apra aplicar uniones de fuerza y fuerzas externas (Ej: gravedad). Use el Output Grapher para analizar y exportar los resultados. Transfiera las cargas en la pieza para se analizado por el mdulo de Anlisis de Tensin y estudiar los efectos de las cargas en la pieza. 4/27/12
Gua de creacin de una Simulacin
El anlisis dinmico de mecanismos en AIP , permite validar mecanismos de funcionamiento diseados en el modulo de ASM. Lo primero que debemos saber es que asi como en el modulo de ensamble de inventor, los modelos estan libres en un principio y agregamos restricciones una a una, en el caso del modulo de analisis dinamico , los modelos estan fijos, y agregamos grados de libertad al agregar las relaciones de funcionamiento entre una y otra pieza
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Gua de creacin de una Simulacin
En el modelo Reciprocating Saw.IAM, pinchamos sobre el Sub ensamble Bevel Gear1, vemos que podemos mover el pin junto al eje que proporciona el movimiento. Si ponemos play, en el Simulation Player veremos que aun no tenemos movimientos ya que no hemos asignado, ninguna relacin de movimiento. El browser aparece en gris; para volver al modo de 4/27/12 debemos trabajo,
Gua de creacin de una Simulacin
Agregar un contacto rotatorio Dentro de Mobile Groups y el nodo Motor encontramos el nodo Bevel Gear1, lo editamos. En la carpeta Surface bodies, hacemos click boton derecho en srf1 y activamos visibility. En el Menu, presionaremos el boton Insert Joint y en la lista de tipos elegimos Rolling: Cone on Cone.>>
Seleccionamos El borde del engranaje 01 y luego una de las caras de un diente del engranaje numero 2 En la carpeta Surface bodies, hacemos click boton derecho en srf1 y activamos 4/27/12 visibility. (Ocultamos)
Gua de creacin de una SimulacinAgregar un contacto 2D Dentro de Mobile Groups y el nodo Welded Group encontramos el nodo Follower Roller, Clikeamos Retain DOF.
En el Menu, presionaremos el boton Insert Joint y en la lista de tipos elegimos 2D Contact Seleccionamos el borde del disco excentrico y luego la linea dibujada sobre el cilindro Follower, luego damos OkArrastramos la pieza Follower ,hasta tocar el disco Excentrico, asi generamos el contacto mecanico entre ambos. 4/27/12 Boton derecho sobre 2D Contact Joint,
Gua de creacin de una SimulacinAgregar Resortes o actuadores En el Menu, presionaremos el boton Insert Joint y en la lista de tipos elegimos Spring / Damper / Jack
Seleccionamos el borde de la perforacion guia y luego el borde del la pieza movil Follower indicada en la fig.Abrimos Force Joints boton derecho sobre Spring Clickeamos en Properties
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Gua de creacin de una Simulacin
Agregar Resortes o actuadores
Set Stiffness a 2.500 N/mm. Set Free Length a 42 mm. Expandir la caja de dialogo y setear: Set Radius a 5.2 mm. Set Turns a 10. Set Wire Radius a 0.800 mm.
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Gua de creacin de una SimulacinAgregar Gravedad En el Menu Browser, en External loads, clickeamos sobre el nodo Gravity
Seleccionamos el borde de la carcaza segun aparece en la foto, cambiamos de direccion el vector con el boton Inverse o Reverse Ok y Save!
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Gua de creacin de una SimulacinAgregar Movimiento al sistema En el Menu Browser Standard Joints, Boton derecho sobre Revolution:2 (Saw layout:1, Motor:1), Ah selecionamos Properties.
Seleccionamos la pestaa DOF 1 (R) Seleccionamos el comando Edit imposed motion y Tick sobre Enable imposed motion Click Constant Value. Especificamos 10000 deg/s (diez mil).
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Botones para correr la simulacin
Desactiva la actualizacin de la pantalla durante la simulacin. Esto permite usar ms recursos del computador para clculo. Controla el paso de visualizacin de fotogramas. Por ejemplo, si este valor es 1, se muestra cada fotograma. Si este valor es 5, se muestra uno de cada cinco fotogramas. Muestra el nmero de imgenes que se guardan durante la simulacin. Por defecto, el valor es 100 imgenes cuando Tiempo final est establecido por defecto en 1.000 s. Se pueden guardar un mximo de 500.000 imgenes.
Vuelve al modo construccin (editar uniones, fuerzas, etc)
Define el tiempo durante el que se ejecuta la simulacin.
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Este panel se usa para correr la simulacin. Con este se controla el tiempo de la simulacin, los pasos a calcular y la velocidad de ejecucin.
Nuestra Simulacin Finalizada
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