En este artículo describiremos las bondades y alcances de la simulación estructural en SOLIDWORKS, donde para ejemplificar las diferencias entre los productos SimulationXpress y SOLIDWORKS Simulation abarcaremos el caso de estudio de una manivela.

En primera instancia, debemos preguntarnos qué es una simulación computacional y en segundo lugar cuál es la metodología o pasos por seguir para ejecutarla.

La simulación computacional es una herramienta de análisis basado en métodos numéricos aplicados a un fenómeno o un objeto de estudio para resolver problemas de ingeniería tanto simples como complejos. Podemos realizar simulaciones de fluidos, de transferencia de calor y en nuestro interés particular de este artículo, simulación de sólidos. Entre los métodos numéricos tenemos a las diferencias finitas, elementos finitos y volúmenes finitos.

SOLIDWORKS cuenta con los paquetes SOLIDWORKS SimulationXpress y SOLIDWORKS Simulation, los cuales utilizan el método de elementos finitos debido a su versatilidad y su gran eficiencia numérica, permitiendo realizar un análisis estático lineal teniendo presente sus bondades y alcances. SOLIDWORKS SimulationXpress se incluye dentro de los paquetes SOLIDWORKS Standard y SOLIDWORKS Professional, mientras que SOLIDWORKS Simulation lo encontramos en la versión SOLIDWORKS Premium.

El análisis estático comienza con la geometría modelada en SOLIDWORKS, donde esta puede ser una pieza o un ensamblaje. Indicamos que si se requiere un análisis de un solo componente podemos realizar el estudio utilizando SimulationXpress, mientras que si deseamos simular un ensamblaje debemos hacer uso del SOLIDWORKS Simulation.

Una vez definida la geometría se discretiza o subdivide en pequeños elementos que pueden ser elementos tetraédricos, triangulares o elementos tipo viga; a esto lo denominamos generación del mallado.

Si nuestro objetivo es realizar un análisis rápido, el SimulationXpress genera esta malla por defecto y permite seguir el proceso de simulación sin concentrarnos en esta etapa. Si nuestra geometría es compleja o tiene zonas de interés dónde se desea tener control de la resolución del mallado haremos uso del SOLIDWORKS Simulation, el cual nos permite refinar las zonas de interés en dónde deseemos profundizar nuestro análisis.

SimulationXpress

SOLIDWORKS SIMULATION

Si nuestro estudio requiere un análisis de fuerzas o presiones podemos utilizar SimulationXpress. Si tenemos diferentes cargas externas como torsión, fuerzas centrifugas o cargas remotas utilizaremos SOLIDWORKS Simulation. Otra diferencia entre ambas son los tipos de sujeciones, donde solo tendremos del tipo geometría fija para el SimulationXpress mientras que para el Simulation tenemos una mayor variedad de sujeciones y conexiones entre componentes.

Una vez resuelta la simulación, al momento de realizar el post procesamiento el SimulationXpress proporciona 3 tipos de resultados: gráfica de esfuerzos, gráfica de desplazamiento y gráfica de factor de seguridad. Esto nos sirve si deseamos visualizar en dónde se encuentran los máximos esfuerzos, desplazamientos y en donde fallará el material.

 

 

Si nuestro estudio requiere una mayor extracción de los resultados cómo por ejemplo esfuerzo normales, reacciones en puntos de apoyo o vista de sección se ha de utilizar SOLIDWORKS Simulation.

En resumen, concluimos que dependiendo de la rigurosidad de nuestro análisis y de los resultados esperados podemos hacer uso del SimulationXpress o del SOLIDWORKS Simulation teniendo presente sus alcances tales como la entidad geométrica, el mallado, las cargas a aplicar, sujeciones, conexiones y finalmente los resultados cualitativos y cuantitativos que se deseen mostrar del estudio realizado.

 

Luis Manuel Mendoza Gomero / Ingeniero de Aplicaciones CAD/CAE/PDM / CAD Solutions S.A

 

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