Simulación dinámica: parte 2

Temas de esta sección

Acerca de este aprendizaje

Trabajo en el entorno de simulación

Establecimiento de las condiciones de funcionamiento

Adición de fricción

Adición de una unión deslizante

Uso del gráfico de entrada de datos

Uso del gráfico de salida de datos

Exportar a CEF

Publicación del resultado en Inventor Studio

Resumen

En este aprendizaje, hemos mostrado un flujo de trabajo para añadir componentes a un ensamblaje en el entorno de simulación dinámica. Hemos añadido el ensamblaje de la cuchilla y hemos completado la definición de las condiciones de funcionamiento. A continuación, hemos modificado el lóbulo de la leva y, por último, hemos publicado la simulación con Inventor Studio.

En este aprendizaje:

Ha añadido el subensamblaje de la cuchilla de la sierra.

Ha añadido varias uniones.

Ha impuesto movimiento y fricción, y ha conservado grados de libertad en los subensamblajes.

Ha añadido trazos.

Ha publicado una animación de simulación usando Inventor Studio.

¿Cuál es el siguiente paso? Como paso siguiente, puede completar uno de los aprendizajes que se mencionan a continuación:

Cargas de movimiento y ensamblaje para una simulación de resalto de leva

CEF con cargas de movimiento para exportar cargas de movimiento a Análisis de tensión

Studio: renderizaciones para obtener imágenes de alta calidad

Studio: animaciones para crear animaciones de su producto

Acerca de este aprendizaje

Añada el ensamblaje de la cuchilla y complete la definición de las condiciones de funcionamiento, modifique el lóbulo de la leva, y, a continuación, publique la simulación con Inventor Studio.

Categoría Simulación

Duración 20 minutos

Archivo de aprendizaje empleado Empleados en el aprendizaje:

RecipSaw_tutorial_1.iam, Blade set.iam

Archivo completado:

Reciprocating Saw FINAL.iam

Nota: Pulse y lea los archivos de aprendizaje con instrucciones de instalación en http://www.autodesk.com/inventor-tutorial-data-sets-2014 . A continuación, descargue los conjuntos de datos de aprendizaje y los archivos de aprendizaje de instrucciones de instalación e instale el conjunto de datos, tal como se indica.

Este aprendizaje comienza donde termina el aprendizaje Conceptos básicos de simulación dinámica: parte 1.

Objetivos

Añadirá el subensamblaje de la cuchilla de la sierra.

Añadirá varias uniones.

Impondrá movimiento y fricción, y conservará grados de libertad en los subensamblajes.

Añadirá trazos.

Publicará una animación de simulación con Inventor Studio.

Requisitos previos

Completar el aprendizaje Conceptos básicos de simulación dinámica: parte 1 .

Completar el aprendizaje Studio: animaciones .

Debe conocer los aspectos básicos del movimiento.

Para obtener más información, vea el tema "Para empezar" de la Ayuda.

Consejos de navegación

Utilice las opciones Siguiente o Anterior en la parte inferior izquierda para pasar a la página siguiente o volver a la anterior.

Trabajo en el entorno de simulación

Descripción de los comandos de simulación

Es posible simular ensamblajes móviles de gran envergadura y complejidad con cientos de piezas móviles articuladas Autodesk Inventor Simulation proporciona:

Visualización interactiva, simultánea y asociativa de animaciones 3D con vectores de trayectoria, velocidad, aceleración y fuerza, y con muelles deformables.

Un comando de generación de gráficos para representar y postprocesar los datos resultantes.

Supuestos de la simulación

Los comandos de simulación dinámica de la ayuda de Autodesk Inventor guían al usuario en los pasos de concepción y desarrollo, y ayudan a reducir el número de prototipos. Sin embargo, debido a la hipótesis utilizada en la simulación, solo proporcionan una aproximación del comportamiento que se produce en los mecanismos reales.

Interpretación de los resultados de simulación

Para evitar cálculos que puedan llevar a interpretaciones equivocadas de los resultados o a modelos incompletos que puedan provocar comportamientos poco frecuentes (o, incluso, imposibilitar el cálculo de la simulación), debe tener en cuenta las normas que afectan a:

Parámetros relativos

Masas e inercia coherentes

Continuidad de las leyes

Parámetros relativos

Autodesk Inventor Simulation utiliza parámetros relativos. Por ejemplo, las variables de posición, velocidad y aceleración ofrecen una descripción directa del movimiento de una pieza hijo según la pieza padre correspondiente a partir del grado de libertad (GL) de la unión que las vincula. Por ello, seleccione con cuidado la velocidad inicial de un grado de libertad.

Masas e inercia coherentes

Asegúrese de que las condiciones del mecanismo son correctas. Por ejemplo, la masa y la inercia de un mecanismo deben estar en el mismo orden de magnitudes. El error más frecuente es equivocarse en la definición de densidad o de volumen de las piezas CAD.

Continuidad de las leyes

El cálculo numérico es sensible a las discontinuidades de las leyes impuestas. Mientras que una ley de velocidad define una serie de tramos lineales, la aceleración es, por necesidad, discontinua. De forma similar, cuando se utilizan uniones de contacto, es mejor evitar los perfiles o contornos con aristas rectas.

Nota: El uso de empalmes pequeños facilita el cálculo anulando la arista.

Establecimiento de las condiciones de funcionamiento

A continuación, completaremos las definiciones de movimiento necesarias para que la simulación refleje las condiciones de funcionamiento del producto.

Si el ensamblaje RecipSaw-tutorial_1.iam no está abierto, abra el archivo para continuar. Como puede ver, aunque incluye el cuerpo de la sierra, no contiene los componentes de la cuchilla. No será necesario salir del entorno de simulación para añadir los componentes de la cuchilla.

Nota: Asegúrese de que se encuentra en Modo de construcción antes de llevar a cabo los pasos siguientes.

1. Pulse la ficha Ensamblar para visualizar la cinta de opciones del ensamblaje.

2. En el panel Componente, pulse Insertar componente. Seleccione Dynamic Simulation 1 and 2Blade set.iam y pulse Abrir.

3. Coloque el ensamblaje Blade set en una ubicación próxima al lugar que ocupará una vez montado.

4. Pulse con el botón derecho del ratón en la ventana gráfica y seleccione Terminar.

5. En el navegador, expanda el nodo del ensamblaje Blade set para que los componentes queden a la vista.

6. Seleccione el componente Scottish Yoke. En la Barra de herramientas de acceso rápido, cambie el aspecto a Cromo.

Nota: Si aparece un mensaje de representación de vista de diseño asociativa relativo a la asociación del aspecto, seleccioneEliminar asociación y haga clic en Aceptar.

7. Añada una restricción de coincidencia entre el yugo escocés y la guía para colocar el yugo sobre la guía.

8. Añada una segunda restricción de coincidencia entre los dos componentes para situar el yugo dentro de los raíles de la guía. En el navegador de la simulación, debajo de Uniones estándar, se habrá creado una unión prismática basada en la adición de esas restricciones.

Adición de fricción

Hasta este punto, el mecanismo no tiene pérdidas, es decir, funciona sin fricción ni amortiguamiento, a diferencia de lo que ocurriría en la práctica. Añadiremos fricción para capturar el entorno de funcionamiento.

Adición de fricción y finalización de la relación entre el yugo y la guía

1. En el navegador, pulse con el botón derecho Blade set.iam y, a continuación, pulse Flexible. Al definir el ensamblaje como Flexible, se coloca en la carpeta de grupo soldado. En el ensamblaje, se evalúan las restricciones, y la restricción entre el yugo y la cuchilla provoca la adición de una unión de revolución.

2. Como se ha mencionado anteriormente, el ensamblaje todavía no tiene ninguna fricción. Este paso introduce fricción en la unión prismática. Pulse con el botón derecho en la unión prismática de la guía y el yugo escocés, y pulse Propiedades.

3. Pulse la ficha grado de libertad 1 (T).

4. Pulse el comando Editar fuerza de unión .

5. Pulse Activar fuerza de unión.

6. Especifique un coeficiente de fricción seca de 0,1 y pulse Aceptar.

7. Se debe añadir una restricción para definir la posición del yugo escocés con respecto al ensamblaje de manivela. Salga del entorno de simulación y pulse la ficha Ensamblaje.

8. Defina la vista del navegador como Modelo y expanda el nodo Blade set.iam.

9. Expanda el nodo de Scottish Yoke y pulse el comando Restringir.

10. En el navegador, seleccione Plano de trabajo3 debajo del componente Scottish Yoke.

11. En la región gráfica, seleccione una arista circular del componente Roller que forme parte del ensamblaje de la leva del cigüeñal. Se añade una unión Punto-Plano para reflejar la restricción.

12. Pulse Aceptar para añadir la restricción y cerrar el cuadro de diálogo.

13. Vuelva a cambiar la vista del navegador a Simulación dinámica.

La unión Punto-Plano resultante tiene cinco grados de libertad y una restricción. Esta definición es suficiente para transferir el movimiento sin sobrerrestringir el modelo. La simulación dinámica detecta las condiciones sobrerrestringidas y ayuda al usuario a resolverlas.

Adición de una unión deslizante

El contacto entre el conjunto de Blade y el tren de transmisión de la sierra no está totalmente definido. Debemos hacer que el extremo del seguidor interactúe con el componente Blade Clamp. Esto requiere una unión deslizante.

1. La siguiente unión que se debe añadir es la que conecta la abrazadera de la cuchilla y el seguidor, con el fin de que el seguidor se desplace por la abrazadera de la cuchilla. Si la ficha Simulación dinámica no está activa, selecciónela.

2. Antes de crear la unión, resulta útil bloquear la unión prismática entre los componentes Guía y Seguidor. Esto impide que los componentes relacionados se desplacen y permite que el solucionador funcione de un modo más eficiente.

Pulse con el botón derecho en la unión Prismático:3 (Guía:1, Seguidor:1) y seleccione Bloquear grados de libertad.

3. Añada la unión deslizante. Para ello, pulse Insertar unión. En la lista desplegable, seleccione Deslizamiento: curva de cilindro. Como entrada 1, seleccione el perfil de la ranura de la abrazadera de la cuchilla en la que viaja el seguidor.

4. Como entrada 2, seleccione la cara cilíndrica del seguidor que se desliza por la ranura. Pulse Aceptar.

5. Desbloquee la unión prismática.

Queda así completada esta sección sobre la adición de componentes y uniones al ensamblaje. En esta sección, ha aprendido los siguientes conceptos:

Adición de componentes de ensamblaje en el entorno de simulación.

Adición de restricciones de ensamblaje para ver cómo crean automáticamente uniones estándar.

Adición de uniones para simular las condiciones mecánicas del ensamblaje.

Uso del gráfico de entrada de datos

El gráfico de entrada de datos permite añadir fuerzas y pares de torsión que cambian durante la simulación en función de otras variables independientes.

Añadiremos una fuerza externa dependiente de la velocidad a la unión prismática existente entre la guía y el yugo escocés. Para generar un efecto de velocidad, usaremos valores + o - con el fin de definir una fuerza opuesta.

1. En el navegador, en Uniones estándar, seleccione la unión Prismatic (Guide:1, Scottish Yoke:1). Cuando la velocidad en los marcos de referencia es positiva, los marcos se alejan del extremo de la cuchilla. Si los marcos de referencia están orientados hacia la cuchilla de la sierra, quizá sea necesario editar la unión para invertir la dirección.

2. En el panel Carga, pulse el comando Fuerza. Seleccione un vértice de uno de los dientes de la sierra.

3. Pulse el selector Dirección del cuadro de diálogo.

4. Seleccione la arista superior de la cuchilla de la sierra que es paralela al movimiento de la cuchilla.

5. Pulse la flecha del control de entrada Magnitud para visualizar las opciones de la lista y pulse Gráfico de entrada.

El cuadro de diálogo Gráfico de entrada se muestra para el resto de los pasos.

6. Pulse el selector Referencia y, en el cuadro de diálogo Seleccionar referencia, expanda Uniones estándar > Prismatic (Guide:1, Scottish Yoke:1) para mostrar en pantalla la carpeta Velocities y su contenido. Pulse V(1) si desea especificar la velocidad como variable para el eje X del gráfico.

7. Pulse Aceptar. En la región gráfica, el eje X del gráfico muestra la referencia que se acaba de especificar.

Al desplazarse dentro de la región gráfica. Si dispone de rueda en el ratón, puede hacerla girar para ampliar o reducir.

Para encuadrar el gráfico, pulse la rueda o el botón central del ratón y arrastre mientras observa cómo se mueve el cursor por la región gráfica.

8. En la parte inferior del gráfico de entrada, para la sección Punto de inicio, defina X1 = -10 mm/s y Y1 = 250 N.

9. En la sección Punto final, defina X2 = -0.1 mm/s y Y2 = 250 N.

10. Pulse dos veces en el área gráfica, a la derecha y debajo del segundo punto. Esto añade un nuevo punto y crea una nueva sección en el gráfico.

Nota: También puede pulsar con el botón derecho más allá del segundo punto y seleccionar Añadir punto para iniciar una nueva sección. Para seleccionar la segunda sección, pulse la línea situada entre los puntos.

11. El Punto de inicio de la segunda sección (X1, Y1) es el punto final de la sección anterior y ya está definido. Para especificar elPunto final de la segunda sección, defina X2 = 0,0 mm/s y defina Y2 = -250 N.

12. Añada una tercera sección a la derecha de la segunda. Para especificar el Punto final de la tercera sección, defina X2 = 10,0 mm/sy defina Y2 = -250 N.

13. Pulse Aceptar para cerrar el Gráfico de entrada.

14. Expanda el cuadro de diálogo y active la opción Mostrar situada en la parte inferior. También puede especificar un color distinto para diferenciar visualmente la fuerza.

15. Pulse Aceptar para aceptar la entrada y cerrar el cuadro de diálogo Fuerza.

16. Ejecute la simulación. No salga del entorno de ejecución.

Uso del gráfico de salida de datos

El gráfico de salida de datos permite examinar diversos resultados de la simulación. La siguiente lista muestra algunas de las acciones que se pueden llevar a cabo después de ejecutar una simulación:

Visualizar los vectores de las fuerzas internas o externas.

Cambiar los marcos de referencia para ver los resultados en diversos sistemas de coordenadas.

Visualizar los resultados de la curva

Guardar los resultados de la simulación para poder revisarlos y compararlos posteriormente.

Visualizar los resultados en función del tiempo o de otros criterios.

Visualizar trazos para ver la trayectoria de los puntos de los componentes.

Visualización de trazos

1. Después de ejecutar la simulación y antes de salir del entorno de ejecución, pulse el comando Gráfico de salida de datos.

La ventana Gráfico de salida de datos se divide en varias secciones: navegador, gráfico y pasos de tiempo. Los comandos de Gráfico de salida de datos se encuentran en una barra de herramientas en la parte superior de la ventana. El tamaño de la ventana se puede ajustar. Defina el tamaño según sus necesidades.

2. Pulse Añadir trazo . El cuadro de diálogo se abre y el selector Origen está activo a la espera de una entrada. Seleccione el punto situado al final de la cuchilla de la sierra.

3. En el cuadro de diálogo, seleccione la opción Valor de trazo de salida y pulse Aplicar.

4. De la misma forma, añada dos puntos de trazo adicionales a lo largo de la cuchilla y recuerde exportar el trazo para cada punto.

5. Cierre el cuadro de diálogo.

Definición del trazo como referencia

1. En el navegador del gráfico de salida, expanda Trazos.

2. Expanda Trazo:1 y, a continuación, Posiciones.

3. Pulse con el botón derecho en P[X] y pulse Definir como referencia.

4. En el gráfico de salida, seleccione el comando Guardar y guarde la simulación.

5. Escriba el nombre RecipSaw_tutorial_1.iam y pulse Guardar.

6. En el navegador del gráfico, pulse con el botón derecho en P[X] y desactive Definir como referencia.

7. Cierre el gráfico de salida de datos.

8. Pulse Modo de construcción en el Simulador.

Como puede ver, puede guardar los datos de la simulación, aplicar cambios y comparar los resultados de los cambios con los datos anteriores.

Exportar a CEF

A continuación, exportaremos las cargas de movimiento y ejecutaremos una simulación de tensión en un componente. Use el siguiente proceso para todos los componentes que desee analizar en el entorno de análisis de tensión.

Selección del componente

Use el siguiente proceso para cada componente que desee analizar en CEF.

1. Ejecute la simulación.

2. Abra el gráfico de salida de datos.

3. En la barra de herramientas Gráfico de salida de datos, seleccione Exportar a CEF.

4. En el navegador de la simulación, seleccione Follower:1 y pulse Aceptar. Se abre el cuadro de diálogo que permite seleccionar entradas de rodamientos de carga.

Selección de caras

Hay tres entradas de uniones necesarias para satisfacer los requisitos de movimiento y exportar el componente Follower.

1. En la ventana gráfica, seleccione el eje largo del componente Seguidor, que satisface la entrada de la unión prismática.

2. En el cuadro de diálogo, pulse Revolución 5.

3. Seleccione el eje pequeño que se usa con el componente Follower Roller.

4. En el cuadro de diálogo, pulse la unión de muelle.

5. En la ventana gráfica, pulse la cara en que el muelle entra en contacto con el seguidor y pulse Aceptar.

Especifique los pasos de tiempo que desee analizar:

1. Pulse el comando Deseleccionar todo de la barra de herramientas del Gráfico de salida de datos.

2. Expanda las carpetas Uniones estándar, Revolución:5 y Fuerza. Pulse Fuerza.

3. Expanda las carpetas Uniones de fuerza, Muelle / Amortiguador / Conector y Fuerza. Pulse Fuerza.

4. En la región gráfica, pulse dos veces en un punto alto del gráfico Fuerza (Revolución) que desee analizar. En la sección de pasos de tiempo situada sobre el gráfico, inserte una marca de verificación junto al paso de tiempo correspondiente.

5. Usando el mismo método, seleccione un punto bajo de los valores Fuerza (Revolución). Inserte una marca de verificación junto a su paso de tiempo.

6. Cierre el gráfico de salida de datos.

Importación a Análisis de tensión de Autodesk Inventor

1. Pulse Terminar simulación dinámica.

2. En la ficha Entornos, pulse Análisis de tensión para abrir en el entorno de Análisis de tensión.

3. En el panel Administrar, pulse Crear simulación.

4. En el cuadro de diálogo, debajo de Análisis estático, active la opción Análisis de cargas de movimiento. Los dos controles de lista debajo de la opción se activan y se llenan con las piezas y los pasos de tiempo exportados.

5. En la lista Pieza, seleccione el componente Seguidor.

6. En la lista Paso de tiempo, seleccione un paso de tiempo para analizar.

7. Pulse Aceptar. El ensamblaje se actualiza para representar ese paso de tiempo y, a continuación, aísla el componente Seguidor para el análisis. Se puede observar los símbolos que representan las fuerzas que actúan sobre el Seguidor.

8. Pulse Configuración de malla y, a continuación, pulse Crear elementos de malla curva.

9. En el panel Resolver, pulse Simular y pulse Ejecutar. Espere hasta que termine la simulación.

10. Seleccione de entre los distintos datos de Resultados para ver cómo se ejecuta el componente en ese paso de tiempo.

11. Pulse Terminar análisis de tensión para salir del entorno de Análisis de tensión.

Publicación del resultado en Inventor Studio

Puede publicar la simulación en Inventor Studio y generar una salida de vídeo de alta calidad que contenga iluminación, sombras, fondos, etc.

1. Vuelva a entrar en el entorno de Simulación dinámica y ejecute la simulación. Después de ejecutar la simulación, no salga del entorno de ejecución.

2. En el panel Animar, pulse Publicar en Studio.

3. En el entorno de Studio, realice los ajustes siguientes para la simulación:

Posición de la cámara, tipo y parámetros asociados.

Estilo de iluminación y configuración asociada.

Estilo de escena y configuración asociada.

Diferentes aspectos, si lo desea.

Si no tiene experiencia en Inventor Studio, complete un aprendizaje de Studio para familiarizarse con las herramientas de animación que proporciona. A continuación, vuelva a esta sección del aprendizaje Simulación dinámica y envíe la simulación a Studio.

4. Pulse el comando Duración de la animación para visualizar la duración.

5. Desplace el control deslizante de duración hasta el momento en que finaliza la animación, por ejemplo 2 segundos.

6. En el navegador, expanda la carpeta Favoritos de animación. Pulse con el botón derecho el

parámetro Duración_simulación y pulse Animar parámetros .

7. Defina el valor de Fin de la acción en 200 ul.

8. Pulse Aceptar.

9. En Studio, añada los estilos de iluminación y escena que considere necesarios. Cree los ángulos de cámara que usará y complete la preparación de su animación.

Nota: Si no ha usado Inventor Studio anteriormente para crear animaciones, puede completar los aprendizajes sobre renderización y animación, que cubren la información relativa a este paso.

10. Pulse el comando Renderizar animación .

11. En la ficha General, los activos que configura el usuario son los activos. Si no lo son, selecciónelos en las distintas listas.

12. En la ficha Salida , pulse la casilla junto a Vista preliminar: sin renderización. Se genera una renderización de prueba para revisar la acción de la animación. Pulse Aceptar para renderizar una vista preliminar.

13. Una vez que confirme que la animación se reproduce de la forma deseada, cancele la opción Vista preliminar y renderice la animación final de la simulación con estilos de escena e iluminación. Pulse Aceptar para renderizar una simulación con un aspecto realista.

Nota: Puede renderizar imágenes en distintas posiciones de tiempo para garantizar que los estilos de escena e iluminación tienen el aspecto deseado y, a continuación, renderizar la animación.

14. Guarde el ensamblaje.