ANSYS hall of fame

La propuesta de Ingeniería Samat para el concurso ANSYS Hall of Fame, tenía una gran aplicación en las primeras fases de diseño de nuevos componentes. El reconocimiento de ANSYS es un orgullo para nosotros

Concurso ANSYS Hall of Fame

En esta entrada de nuestro blog os vamos a hablar de algo que ya pudisteis ver por el canal de Ingeniería Samat en Linkedin, nuestra participación en el concurso ANSYS Hall Of Fame.

Se trata de un concurso realizado por el propio ANSYS con el objetivo de premiar las aplicaciones de alto valor que se dan al software. Para los que no conozcáis ANSYS, se trata de un software de elementos finitos, que se usa para conocer el resultado de ecuaciones físicas complejas sobre problemas continuos, es decir sobre nuestro diseños.

En ingeniería SAMAT nos centramos en uso para cálculos estructurales de todo tipo, llegando incluso a automatizar algunos de ellos.

En el concurso, existían dos categorías, la académica orientada a cálculos más ligados a la investigación y la comercial, orientada a aplicaciones usadas en el ámbito de la empresa. En ingeniería SAMAT nos presentamos a esta última categoría, con nuestra propuesta sobre la automatización de cálculos.

La automatización de cálculos propuesta se divide en:

  1. Diseño paramétrico
  2. Limpieza del modelo, eliminación de agujeros y redondeos
  3. Extracción de superficies medias
  4. Asignación de las names selection  para la aplicación de cargas de las condiciones de contorno
  5. Creación de casos de carga
  6. Extraer resultados

Automatización de cálculos

Aunque en nuestra página web ya se han tratado algunas de las bondades acerca de la automatización de cálculos, a continuación os vamos a contar en profundidad de qué se trata exactamente la automatización de cálculos. Comenzaremos diciendo que, en cualquier proyecto de diseño, durante la primera fase de definición de la geometría, se necesitan algunas iteraciones hasta llegar a que el diseño cumpla con todas las especificaciones resistentes. Este proceso puede llevar horas, en el mejor de los casos, o días en los peores.

Con la automatización de cálculos pretendemos ahorrar tiempo en estas primeras fases de diseño, ya que seremos ágiles en el proceso de realizar grandes cambios en la geometría sin necesidad de rehacer manualmente el cálculo completo.

Fases de la automatización de cálculos

Diseño parámetrico

El diseño parámetrico del modelo se basa en poder modificar las dimensiones o el número de piezas que definirán el mismo, a través de una entrada de datos en Excel, la cual está enlazada con SpaceClaim, programa enlazado con ANSYS para el tratamiento de la geometría. De esta forma los cambios se realizarán automáticamente al introducir los datos

Limpieza del modelo, eliminación de agujeros y redondeos

Para realizar un cálculo por elementos finitos a partir de un modelo 3D es necesario realizar una limpieza de la geometría, para poder conseguir una calidad de mallado óptima. A partir de la programación se recorrerán los distintos cuerpos del modelo 3D eliminando todos los agujeros y redondeos menores a un determinado radio, que podrá ser definido por el usuario.

Extracción de superficies medias

Del mismo modo que es necesaria la eliminación de redondeos y agujeros para conseguir un mallado óptimo, también puede ser necesario extraer las superficies medias de los cuerpos, para tener un menor coste computacional en el cálculo. Al igual que con los redondeos se podrá definir un espesor máximo para que, a través de la programación se extraigan las superficies medias de los componentes con espesor menor al introducido.

Asignación de name selection

Con el objetivo de seleccionar las zonas en las que se van a aplicar las condiciones de contorno ( restricción de desplazamientos, cargas…) El programa nos pedirá que seleccionemos manualmente las  distintas zonas para la aplicación de las condiciones de contorno.

Creación de casos de carga

Una vez que la geometría del modelo está tratada, en primer lugar se realizará un mallado de ésta, en la que se podrán aplicar los parámetros necesarios, como tamaño de malla o tipo de elemento. Una vez terminado este proceso se lanzarán uno a uno los distintos casos de carga, que mediante la programación de macros internas en ANSYS aplicarán tantas cargas y restricciones de movimiento, cuyos datos serán obtenidos de la entrada de datos de Excel, ya nombrada anteriormente. Estas condiciones de contorno se aplicarán sobre las name selection creadas en los pasos anteriores. De esta forma se asegura que no existan errores a la hora de aplicar las condiciones de contorno.

Extraer resultados

En el último paso, se extraerán los resultados, tensiones, desplazamientos máximos, reacciones… Todos estos valores se podrán volcar a un documento Word, consiguiendo un informe que agrupe los resultados principales obtenidos en el cálculo.

Conclusiones

Como habéis podido comprobar, nuestra propuesta para el concurso ANSYS Hall of Fame, tenía una gran aplicación en las primeras fases de diseño de nuevos componentes. Es cierto que, una vez comprobados qué parámetros afectan más al diseño y habiendo decidido sus características finales, será necesario un cálculo por elementos finitos mucho más detallado, ya que si no, estaríamos echando por tierra todo lo que os hemos contado sobre elementos finitos en entradas anteriores.

Por lo tanto, utilizando este tipo de herramienta ahorraremos mucho tiempo en la fase de diseño, ya que el cálculo de verificación irá de la mano con los cambios de diseño propuestos. De esta forma evitaremos que cada vez que realicemos un cambio, tengamos que empezar de nuevo con la definición del cálculo.

Os dejamos un par de ejemplos que tenemos en nuestro canal de Ingeniería mecánica en YouTube

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