SOLIDWORKS Simulation 2018: del diseñador al analista

Cuando empecé a usar herramientas de análisis, solo los expertos o los ingenieros con un doctorado las usaban. Las pruebas virtuales se usaban de forma limitada y solo para aplicaciones de alto valor. ¿Pero y hoy? Hoy en día, la simulación se ha convertido en una herramienta utilizada en todo proceso de desarrollo de un producto. ¿Qué ha cambiado? Pues bien, las personas sin doctorados empezaron a acceder a la simulación y los ordenadores ganaron en potencia. Las expectativas de las empresas también cambiaron con respecto a las posibilidades que el software debía ofrecer a los usuarios. A medida que voy conociendo usuarios nuevos y experimentados de herramientas de simulación, me doy cuenta de que la diferencia entre un diseñador y un analista es que el analista conoce la complejidad del problema de análisis que se le presenta y puede describir los procedimientos físicos y de análisis necesarios para resolverlo. El diseñador conoce el comportamiento del mundo real que desea estudiar. Ambos quieren resolver el problema para mejorar sus productos y nuestro trabajo es ayudarlos.

Desde que SOLIDWORKS incorporó herramientas de simulación a SOLIDWORKS Premium, hemos trabajado para que nuestras herramientas de simulación sean más fáciles de usar, más competentes y más potentes con cada versión. Nuestro objetivo es permitir a los equipos de diseño crear y validar sus diseños. A medida que nuestra cartera ha ido creciendo, hemos avanzado de diseñadores que validan la resistencia, la durabilidad y la rigidez de piezas y ensamblajes, al análisis del flujo y a herramientas de simulación de validación de moldes y piezas de plástico, agregando así valor a todos los productos que diseñe.

Utilizar herramientas de simulación en el diseño no consiste solo en validar una idea: se trata de impulsar la innovación. Con el lanzamiento de SOLIDWORKS 2018, vamos a potenciar la innovación con el nuevo estudio de topología. Este nuevo tipo de estudio permite a los diseñadores y los ingenieros desarrollar innovadores componentes de masa mínima basándose en las cargas y las condiciones operativas. Mediante el uso de un solver estático lineal, el estudio de topología «eliminará» elementos de la malla de elementos finitos hasta alcanzar el objetivo de masa o la mejor forma de relación rigidez-peso. Este proceso iterativo de eliminación de elementos está limitado por las restricciones del estudio, como la deformación máxima permitida y los controles de fabricación.

Pero una vez que tiene esta forma, ¿qué se puede hacer con ella? Esta forma no solo existe en la herramienta de simulación. Se puede guardar como un cuerpo (malla suavizada) en su archivo de pieza de SOLIDWORKS. Una vez en la herramienta de diseño, la forma se convierte en un elemento más del proceso de diseño; se puede gestionar con el PDM (Product Data Management, gestión de datos de producto), ser la base de futuros cambios de diseño en las nuevas versiones y utilizarse en otros cálculos de simulación. Las herramientas de fabricación aditiva se pueden utilizar para imprimir directamente los componentes, incorporando un sólido de malla suavizado a través de la topología.

Para aplicaciones que requieren una fabricación tradicional, los resultados derivados de un estudio de topología pueden visualizarse en el entorno de diseño como cualquier otro resultado de simulación y usarlo para guiar los cambios paramétricos como los recortes y las cavidades.

 

 

El análisis estructural no es un proceso de un solo paso; es iterativo, empieza con modelos simples y cargas que progresan hacia cargas de geometría compleja e incluso estudios multifísicos. Para facilitar esta evolución de las necesidades de simulación al diseñador y al analista, los estudios de SOLIDWORKS Simulation ahora pueden heredar las opciones de simulación de las subpiezas y los subensamblajes de un ensamblaje completo. Las cargas se pueden transferir desde un movimiento, un flujo o un análisis de plásticos.

Los productos que se mueven, que se agitan al moverse o que experimentan cargas que varían con el tiempo pueden llegar a sufrir fallos debido a la vibración y la fatiga, cuando las fuerzas de funcionamiento están muy por debajo de la carga de fallo definitiva. Conocer los efectos que tienen en sus productos las vibraciones provocadas por la manipulación o el transporte es una tarea compleja y difícil que SOLIDWORKS Simulation agiliza con una interfaz de usuario intuitiva junto con una potente funcionalidad. Ahora los ingenieros pueden evaluar las tensiones provocadas por la vibración, los desplazamientos y las aceleraciones de los componentes para evaluar el impacto de cualquier cambio de geometría y garantizar el rendimiento y la durabilidad del producto bajo cargas complejas.

SOLIDWORKS Flow Simulation es otro ejemplo de tipo de herramienta de análisis que en el pasado solo los expertos usaban, pero que, ahora, los diseñadores y los analistas usan por igual. Para el diseñador, este sencillo asistente de configuración de análisis ha convertido los análisis de flujo térmico internos y externos (antes difíciles de usar) en algo accesible para todos. Y para el analista, la amplitud y profundidad de la física y la funcionalidad permiten simular problemas tan complejos como los que plantean los fluidos no newtonianos, los sólidos giratorios y la refrigeración electrónica. Flow Simulation se ha sumado a estas funciones avanzadas en la versión de 2018 gracias a la nueva función de superficie libre, que permite dos fluidos no miscibles como el líquido y el gas en el mismo volumen. ¿Y esto qué significa? Bien, podemos resolver tres tipos de fenómenos de flujo nuevos.

Oleadas: un recipiente parcialmente lleno que experimenta movimiento

Llenado/evacuación: tiempos de llenado o vaciado del depósito

Chorro de agua/aguas abiertas: flujo o flujos de canal de una boquilla donde el flujo está conectado y es continuo (no un spray)

 

En su aplicación más simple, un usuario establece el nivel de agua inicial y, a continuación, se deja que la física siga su curso, ya sea con un movimiento fluido, como con este simple barco en el agua que muestra una onda de proa y una estela.

 

 

O, con la aplicación de la gravedad, puede llevar a cabo procesos de llenado o vaciado de depósitos.

 

 

Un vector de gravedad que varía con el tiempo crea el movimiento de un contenedor (por oleadas).

 

 

SOLIDWORKS Flow Simulation 2018 permite que los diseñadores y analistas puedan abordar toda una nueva clase de problemas.

SOLIDWORKS Simulation y Flow Simulation permiten que los diseñadores y los ingenieros determinen el rendimiento de sus productos bajo cargas operativas. SOLIDWORKS Plastics es diferente: evalúa sus diseños desde el punto de vista de su viabilidad de fabricación mediante inyección de plástico. Con SOLIDWORKS Plastics puede simular tanto la pieza moldeada como el molde que se ha usado para crear las piezas con el fin de determinar si los componentes se pueden moldear a su gusto y averiguar si su herramienta de moldeado funcionará como se espera. En SOLIDWORKS Plastics, se simula el proceso de fabricación en busca de bolsas de aire, líneas de soldadura y tiempos de relleno para entender el impacto del diseño en la calidad de la pieza y la duración del ciclo del molde.

 

 

Al usar Plastics, es importante contar con la geometría del molde exacta, incluidos los orificios, canales y líneas de refrigeración junto con su geometría de componentes a fin de comprender todo el proceso de fabricación. El análisis de los componentes es importante para los diseñadores, que quieren asegurarse de que las ubicaciones de la entradas no solo garanticen que el relleno se realice correctamente, sino también que todas las líneas de soldadura o las depresiones superficiales no son visibles para el usuario final. El ingeniero o analista querrá ir más allá con el análisis de plásticos para determinar la estructura y la forma de las piezas una vez que salgan del molde. SOLIDWORKS Plastics puede determinar la variación de la densidad de los plásticos y la forma deformada causada por la refrigeración desigual de la pieza. Esta forma deformada puede importarse de nuevo en SOLIDWORKS para comparar las versiones de antes y de después de la geometría, lo que permitirá al equipo de diseño saber si la deformación es aceptable o si es necesario modificar la pieza, las líneas de enfriamiento o el molde, todo ello antes de invertir tiempo y dinero en utilizar la materia prima.

Como dije al comienzo de este blog, el objetivo de SOLIDWORKS es permitir a todos nuestros clientes disfrutar de las ventajas de la simulación: desde diseñadores que podrán perfeccionar diseños con la nueva topología o comprobar la viabilidad de las piezas de plástico, hasta realizar un análisis para conocer en profundidad el rendimiento del producto con un análisis no lineal, la dinámica y el flujo de superficie libre. El conjunto de herramientas de SOLIDWORKS Simulation ofrece todo esto en la versión de 2018. Haga clic aquí para visitar la página de SOLIDWORKS del diseñador al analista y ver estas herramientas en acción.

 

Dassault Systèmes SOLIDWORKS Corp. ofrece herramientas de software 3D completas para crear, simular, publicar y gestionar sus datos. Las soluciones de SOLIDWORKS son fáciles de aprender y usar, y funcionan en conjunto para ayudarle a diseñar productos mejor, más rápido y de manera más rentable. Su facilidad de uso permite que ingenieros, diseñadores y otros profesionales de la tecnología aprovechen más que nunca las ventajas del 3D para darle vida a sus diseños.