SolidWorks Simulation

Gomez Gonzalez, Sergio

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¿Romperá? Esa es la pregunta que muchos diseñadores e ingenieros nos hacemos cuando estamos diseñando una pieza y definimos parámetros como el espesor de un nervio, el radio de un redondeo, el ángulo de un chaflán o seleccionamos el material para su fabricación. Hasta ahora hemos podido intuir el comportamiento mecánico de una pieza por la experiencia, por el ensayo real de prototipos físicos en condiciones reales de uso o por el empleo de costosas y complejas aplicaciones informáticas que difícilmente pueden estar al alcance de todos. Ahora, con SolidWorks Simulation, podemos ensayar nuestros modelos tridimensionales de piezas y ensamblajes al mismo tiempo que definimos conceptualmente la geometría de los mismos. Podemos validar el diseño sin necesidad de fabricar un prototipo físico y tener un conocimiento exhaustivo de su comportamiento antes de tener las primeras series fabricadas. Ahora podemos acortar el tiempo de definición de un producto con la certeza de que el diseño es el adecuado y que nuestro producto soportará las condiciones de uso a las que estará expuesto. El libro SolidWorks Simulation muestra todas las funcionalidades de la herramienta de validación del diseño contenida en SolidWorks Premium y facilita su aprendizaje. Se ha redactado pensando en estudiantes de ingeniería industrial, diseño y formación profesional que utilizan SolidWorks u otras aplicaciones 3D como herramientas de diseño y desean validar sus modelos de pieza y ensamblaje en un entorno totalmente integrado en SolidWorks. Contiene nueve capítulos en los que se describen los distintos estudios que pueden realizarse con SolidWorks Simulation, desde estudios de validación estáticos, dinámicos, frecuencia y pandeo, fatiga, estudios de diseño de optimización, de caída y de recipientes a presión. Es un texto visual, práctico, de fácil y rápida lectura, con el que podrá entender y llegar a aplicar un estudio de validación de diseño de forma inmediata. Cada uno de los capítulos contiene conceptos teóricos preliminares que le ayudarán a conocer los menús, iconos y opciones del estudio a tratar. Además, al final de cada uno de ellos se presentan prácticas guiadas y otras propuestas de refuerzo. Desde www.ra-ma.es podrá descargarse los modelos 3D de todas las prácticas y ejercicios contenidos en este libro.

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Índice

INTRODUCCIÓN CAPÍTULO 1. CONCEPTOS PREVIOS 1.1 MÉTODO DE LOS ELEMENTOS FINITOS (MEF) 1.2 ESTUDIOS REALIZADOS POR SOLIDWORKS 1.2.1 Análisis estático 1.2.2 Estudio de pandeo y frecuencia 1.2.3 Térmico 1.2.4 Estudio de caída 1.2.5 Estudio de Fatiga 1.2.6 Estudio de diseño 1.3 EL ENTORNO 1.3.1 Zona de Gráficos 1.3.2 Gestor de Simulación (AnalysisManager) 1.3.3 Botones del ratón 1.3.4 Métodos abreviados de teclado 1.3.5 Barra de herramientas flotante 1.4 ACTIVACIÓN DE SOLIDWORKS SIMULATION 1.4.1 Creación de un nuevo estudio 1.4.2 Preparación previa del análisis CAPÍTULO 2. ANÁLISIS ESTÁTICO 2.1 INTRODUCCIÓN 2.2 PROPIEDADES MECÁNICAS 2.3 UNIDADES 2.4 ETAPAS EN LA REALIZACIÓN DE UN ANÁLISIS 2.4.1 Activación de SolidWorks Simulation 2.4.2 Preparación previa al análisis 2.4.3 Selección de materiales 2.4.4 Definición de Sujeciones 2.4.5 Definición de Cargas 2.4.6 Creación del mallado 2.4.7 Inicio del estudio 2.4.8 Visualización de resultados 2.5 PRÁCTICA 1. ANÁLISIS ESTATICO DE UNA PIEZA 2.6 PRÁCTICA 2. ANÁLISIS ESTÁTICO DE UNA PIEZA DE CHAPA METÁLICA 2.7 PRÁCTICA PROPUESTA 1 2.8 MATERIALES 2.8.1 Tipos de materiales 2.8.2 Cuadro de diálogo de materiales 2.8.3 Asignar y definir nuevos materiales 2.9 SUJECIONES 2.9.1 Geometría fija 2.9.2 Inamovible 2.9.3 Rodillo/Control deslizante 2.9.4 Bisagra fija 2.9.5 Simetría 2.9.6 Simetría circular 2.9.7 Utilizar geometría de referencia 2.9.8 Sobre caras planas 2.9.9 Sobre caras cilíndricas 2.9.10 Sobre caras esféricas 2.10 CARGAS EXTERNAS 2.10.1 Fuerza 2.10.2 Torsión 2.10.3 Presión 2.10.4 Gravedad 2.10.5 Carga centrífuga 2.10.6 Carga de apoyo en rodamientos 2.10.7 Temperatura 2.10.8 Carga/Masa remota 2.10.9 Masa distribuida 2.10.10 Configuración de símbolos 2.11 PRÁCTICA PROPUESTA 2. CARGA REMOTA Y DISTRIBUIDA 2.11.1 Contactos 2.11.2 Conectores 2.12 PRÁCTICA 3. SOLDADURA POR PUNTOS 2.13 MALLADO 2.13.1 Tipos de mallado 2.13.2 Métodos adaptativos 2.13.3 Creación y definición de malla 2.13.4 Control de malla 2.13.5 Calidad de malla 2.13.6 Volver a mallar el modelo 2.13.7 Otras opciones de mallado 2.14 TRAZADOS 2.14.1 Trazado de Factor de seguridad 2.14.2 Percepción de diseño 2.14.3 Trazado de tensiones 2.14.4 Trazado de comprobación de fatiga 2.14.5 Trazado de desplazamientos 2.14.6 Trazado de deformaciones unitarias 2.14.7 Herramientas de resultados 2.14.8 Otras herramientas de gestión de trazados 2.15 PRÁCTICA 4. ANÁLISIS ESTATICO DE UNA PIEZA 2.16 PRÁCTICA 5. ANÁLISIS DE CONTACTO 2.17 PRÁCTICA 6. ANÁLISIS DE UN ENSAMBLAJE CAPÍTULO 3. ANÁLISIS DE FRECUENCIA 3.1 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE FRECUENCIAS 3.2 ETAPAS EN LA CREACIÓN DE UN ESTUDIO 3.2.1 Creación del estudio de frecuencia 3.2.2 Configuración de Opciones de frecuencia 3.2.3 Selección del material 3.2.4 Definición de las Sujeciones 3.2.5 Definición de las cargas estructurales 3.2.6 Definición del mallado 3.2.7 Ejecución del análisis 3.2.8 Resultados obtenidos 3.3 PRÁCTICA 7. ANÁLISIS DE FRECUENCIAS 3.4 PRÁCTICA PROPUESTA 3 CAPÍTULO 4. ANÁLISIS DE PANDEO 4.1 INTRODUCCIÓN 4.2 ETAPAS EN LA CREACIÓN DE UN ESTUDIO DE PANDEO 4.2.1 Creación del estudio de pandeo 4.2.2 Configuración de Opciones de pandeo 4.2.3 Selección del material 4.2.4 Definición de las Sujeciones 4.2.5 Definición de las cargas estructurales 4.2.6 Definición del mallado 4.2.7 Ejecución del análisis 4.2.8 Resultados obtenidos 4.3 PRÁCTICA 8. ANÁLISIS DE PANDEO 4.4 PRÁCTICA PROPUESTA 4 CAPÍTULO 5. ANÁLISIS DE CAÍDA 5.1 INTRODUCCIÓN 5.2 ETAPAS EN LA CREACIÓN DE UN ESTUDIO 5.2.1 Definición/selección del material 5.2.2 Configuración del análisis 5.2.3 Condiciones de contacto 5.2.4 Opciones de resultados 5.3 PRÁCTICA 9. ESTUDIO DE CAÍDA 5.4 PRÁCTICA 10. ESTUDIO DE CAÍDA DE DOS PIEZAS 5.5 PRACTICA 11. ESTUDIO DE CAÍDA PDA 5.6 PRÁCTICA PROPUESTA 5. VARIACIÓN DEL FAC-TOR DE ENDURECIMIENTO 5.7 PRÁCTICA PROPUESTA 6. EVALUACIÓN DE LA CAÍDA DE UNA TORRE DE ORDENADOR PROTE-GIDA CON ESPUMA DE PE CAPÍTULO 6. ESTUDIO DE DISEÑO 6.1 INTRODUCCION 6.2 ETAPAS EN UN ESTUDIO DE DISEÑO 6.2.1 Creación de estudios previos 6.2.2 Definición de las propiedades del análisis 6.2.3 Definición de las variables del diseño 6.2.4 Definición de las Restricciones del diseño 6.2.5 Definición del objetivo 6.2.6 Ejecución del proceso de optimización 6.2.7 Visualización de resultados de optimización 6.3 PRÁCTICA 12. ESTUDIO DE DISEÑO 6.4 PRÁCTICA PROPUESTA 7. ESTUDIO DE DISEÑO 6.5 PRÁCTICA 13. ESTUDIO DE OPTIMIZACIÓN CAPÍTULO 7. ANÁLISIS DE FATIGA 7.1 INTRODUCCIÓN 7.1.1 Definiciones 7.1.2 Curvas SN 7.1.3 Resistencia a la fatiga 7.2 ETAPAS EN LA CREACIÓN DE UN ESTUDIO 7.3 MATERIALES Y CURVAS SN 7.4 PROPIEDADES DEL ENSAYO 7.5 FACTOR DE REDUCCIÓN DE RESISTENCIA A LA FATIGA (KF) 7.6 SUCESOS DE FATIGA 7.7 TRAZADOS DE FATIGA 7.7.1 Trazado de Vida (ciclos) 7.7.2 Trazado de daño 7.7.3 Definición de otros trazados de fatiga 7.8 PRÁCTICA 14. FATIGA DE UN EJE 7.9 PRÁCTICA 15. FATIGA VARIOS SUCESOS 7.10 PRÁCTICA PROPUESTA 8. CARGA VARIABLE CAPÍTULO 8. ANÁLISIS DE VIGAS 8.1 INTRODUCCION 8.2 ETAPAS EN LA CREACIÓN DE UN ANÁLISIS DE VIGA 8.2.1 Tratar como viga o tratar como sólido 8.2.2 APLICAR/EDITAR VIGA 8.2.3 Editar juntas 8.2.4 Selección de materiales 8.2.5 Cargas y Sujeciones 8.2.6 Mallado 8.2.7 Resultados 8.3 PRÁCTICA 16. VIGA SIMPLE 8.4 PRÁCTICA 17. CABEZAS DE ARMADURA 8.5 PRÁCTICA PROPUESTA 9. ESTRUCTURA 1 CAPÍTULO 9. DISEÑO DE RECIPIENTES A PRESIÓN 9.1 INTRODUCCIÓN Y DEFINICIÓN DEL ESTUDIO 9.2 PRÁCTICA 18. RECIPIENTE A PRESIÓN ÍNDICE ALFABÉTICO

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