Comparación de todos los paquetes de simulación SOLIDWORKS: De básico a avanzado

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SOLIDWORKS ofrece cuatro niveles distintos de simulación. El paquete de simulación más básico que se ofrece se encuentra dentro del paquete de diseño 3D denominado SOLIDWORKS Premium. Encontrará herramientas de simulación más avanzadas en Simulation Standard, Simulation Professional y Simulation Premium.

Cada nivel de Simulación SOLIDWORKS incluye capacidades más avanzadas a medida que se asciende en cada paquete (los paquetes de nivel superior incluyen todas las características de los niveles anteriores). En este blog, compararemos todos los niveles de los paquetes de SOLIDWORKS Simulation y veremos ejemplos para que pueda determinar qué nivel de SOLIDWORKS Simulation es el mejor para usted y su empresa.

SOLIDWORKS PREMIUM

Funciones de simulación en SOLIDWORKS Premium:

• • Análisis lineal estático de piezas y ensamblajes

• • Análisis del movimiento (cinemático)

SOLIDWORKS Premium ofrece todas las capacidades del análisis estático lineal tanto en piezas como en ensamblajes, a partir del cual podrá trazar tensiones, deformaciones, desplazamientos y mucho más. El paquete también ofrece la posibilidad de animar completamente sus ensamblajes para encontrar resultados como fuerzas, momento, energía, potencia, velocidad y aceleraciones entre componentes en movimiento.

¿Por qué SOLIDWORKS Premium?

Si su empresa desarrolla diseños portantes y móviles, entonces SOLIDWORKS Premium se pagará por sí mismo, si construye costosos prototipos para determinar si sus diseños fallarán.

Considere un análisis estático lineal de un conjunto de muñones. Los muñones forman parte de una junta giratoria en la que un eje se inserta en un cilindro total o parcial. Aplicando materiales, accesorios de articulación y una carga de 5.000 libras, podemos encontrar rápidamente dónde se producen las mayores tensiones y desplazamientos. También podemos analizar gráficas del factor de seguridad, que es especialmente importante conocer para incorporar cierta seguridad a nuestros diseños. (Figura 1)

Imagine el tiempo y el dinero que su empresa puede ahorrarse utilizando una herramienta completa de análisis estático lineal para identificar rápidamente los posibles fallos de diseño, eliminando la necesidad de construir costosos prototipos para descubrir los puntos débiles del diseño.

Figura 1: Configuración y resultados del AEF lineal

El siguiente ejemplo se refiere al movimiento físico de un conjunto de leva de válvula, en el que el objetivo es analizar las fuerzas de reacción que existen entre la leva y el balancín.

A Análisis del movimiento puede simular y analizar con precisión los efectos de los elementos de movimiento (incluyendo fuerzas, muelles, amortiguadores y fricción) en un conjunto. Tras realizar un estudio de movimiento en el conjunto de la leva de la válvula, podemos crear fácilmente un gráfico para observar las fuerzas de reacción que existen donde la leva y el balancín se encuentran durante el movimiento. (Figura 2)

Figura 2: Resultados del estudio de movimiento

Estándar de simulación SOLIDWORKS

Funciones de simulación en SOLIDWORKS Simulation Standard:

• • Análisis lineal estático para piezas y ensamblajes

• • Análisis del movimiento (cinemático)

• • Análisis de fatiga (ciclo alto constante y amplitud variable)

SOLIDWORKS Simulation Standard es el siguiente nivel de simulación que desbloquea no sólo las capacidades de simulación en SOLIDWORKS Premium sino también la capacidad de realizar Análisis de Fatiga de amplitud constante o variable. También incluye una herramienta llamada Rastreador de tendencias que le permite encontrar tendencias en los resultados de su simulación.

¿Por qué SOLIDWORKS Simulation Standard?

Tanto si su empresa diseña para la resistencia como si diseña para la vida útil, la herramienta de análisis de fatiga de Simulation Standard puede mostrar rápidamente el número de ciclos o bloques que provocarían un fallo en sus diseños. También puede mostrar el número de ciclos hasta los que fallarán sus diseños y el porcentaje de vida consumido por la entrada de eventos de fatiga definida.

También puede encontrar el factor de seguridad de carga para el fallo por fatiga y trazar el indicador de biaxialidad que ayuda a determinar un factor de reducción de la resistencia a la fatiga para sus estudios.

(Véanse en las figuras 3 y 4 ejemplos de trazados de un análisis de fatiga).

Figura 3: Gráfico de porcentaje de daños

Figura 4: Parcela de esperanza de vida total mínima

Los analistas de elementos finitos suelen buscar tendencias en los resultados cuando ejecutan varias simulaciones diferentes en sus diseños. Trend Tracker permite a su empresa realizar un seguimiento de las tendencias en sus estudios estáticos existentes. Usted establece un punto de referencia para compararlo con los resultados futuros.

Tomemos, por ejemplo, el modelo de la figura 5. Podemos modificar ciertas características después de fijar el diseño de referencia para ver gráficamente los cambios en los resultados de peso y tensión. (figura 6). También puede ver un documento de diario de tendencias que revela no sólo los resultados de la simulación, sino una comparación de valores porcentuales de los resultados de la simulación de línea de base. (Figura 7)

Figura 5: Resultados de tensión del modelo y de la simulación de línea de base

Figura 6: Resultados del estudio de movimiento

Figura 7: Resultados del diario de tendencias

SOLIDWORKS Simulation Professional

Funciones de simulación en SOLIDWORKS Simulation Professional:

SOLIDWORKS Simulation Professional es el siguiente nivel de herramientas de simulación. Tanto si necesita determinar frecuencias resonantes en sus diseños como si requiere una buena herramienta de análisis para estudios térmicos de estado estacionario y transitorio, SOLIDWORKS Simulation Professional puede satisfacer esas dos necesidades y muchas más. También puede utilizar la herramienta de optimización para identificar el diseño más óptimo para lograr su objetivo específico.

¿Por qué SOLIDWORKS Simulation Professional?

Si su empresa necesita hacer algo más que análisis de elementos finitos lineales y estudios de fatiga, SOLIDWORKS Simulation Professional puede ayudarle.

Por ejemplo, en los casos en los que la vibración de la pieza debida a la resonancia es una preocupación, es mejor diseñar las piezas para que resuenen fuera de ciertos rangos de frecuencia. Simulation Professional le permite ejecutar cualquier número de trazados de forma de modo para observar el movimiento de la forma de modo a determinadas frecuencias y le proporcionará una lista de frecuencias y valores de periodo para cada forma de modo resuelta. (Figura 8)

Figura 8: Gráfico de forma modal y lista de frecuencias de resonancia

La herramienta de optimización de Simulation Professional puede optimizar un diseño para que cumpla determinados criterios de diseño iterando una serie de variables automáticamente. Las figuras 9 y 10 muestran de nuevo el modelo del muñón. Para identificar el diseño más óptimo, podemos definir un objetivo (por ejemplo, minimizar el peso total de nuestro modelo) y definir dimensiones específicas para variar sobre un rango de valores. A continuación, la herramienta de optimización itera a través de una serie de estudios de simulación, encontrando la combinación que mejor cumpla los objetivos del diseño. (Figura 10). Piense en el dinero y el tiempo que se ahorra al encontrar rápidamente el mejor diseño utilizando la herramienta Optimización de Simulation Professional.

Figura 9: Dimensiones del modelo a escala y configuración del estudio de optimización

Figura 10: Modelo cambiado al resultado de diseño más óptimo

Simulación SOLIDWORKS Premium

Funciones de simulación en SOLIDWORKS Simulation Premium:

• • Estática / Dinámica no lineal

• • Análisis de vibraciones aleatorias

• • Análisis modal del historial temporal

• • Análisis del espectro de respuesta al choque

SOLIDWORKS Simulation Premium es el paquete de mayor nivel de simulación que ofrece la aplicación de escritorio SOLIDWORKS para el análisis de elementos finitos. Simulation Premium proporciona todo lo de los otros paquetes de simulación más el análisis Estático No Lineal y el análisis Dinámico Lineal y No Lineal. También ofrece la posibilidad de analizar piezas de elementos de armazón como un laminado compuesto.

¿Por qué SOLIDWORKS Simulation Premium?

SOLIDWORKS Simulation Premium es ideal para empresas que necesitan analizar materiales no lineales o materiales en plasticidad. Un ejemplo de cómo Simulation Premium puede manejar el análisis de materiales no lineales se demuestra con una bota de goma CV (abajo). Al crear un material personalizado, puede seleccionar modelos de material específicos para resolver materiales hiperplásticos e introducir datos personalizados para las curvas Simple, Tensión y Tensión plana biaxial.

Después de ejecutar el análisis, puede observar las tensiones, desplazamientos y deformaciones en sus modelos. (Figuras 11 y 12) Además, puede dejar que el solucionador emita las constantes de material del análisis o introducir sus constantes de material conocidas para resolver su análisis no lineal.

Figura 11: Modelo y resultado no lineal de la tensión de von Mises

Figura 12: Ubicación de la sonda para el gráfico de desplazamiento

Si su empresa necesita analizar equipos que experimentan dinámicamente cargas de choque, cíclicas, de vibración aleatoria y de estilo de respuesta pico, SOLIDWORKS Simulation Premium puede ayudarle. Puede manejar resultados de salida en estas condiciones utilizando métodos de Dinámica Lineal como Historia de Tiempo Modal, Armónicos, Vibración Aleatoria y Espectros de Respuesta. También puede manejar análisis Dinámicos No Lineales.

Por ejemplo, si construye un equipo que necesita soportar un motor en marcha, como el de la figura 13, puede utilizar SOLIDWORKS Premium para ejecutar un análisis Armónico. También puede sustituir el equipo en marcha por esquemas de configuración más avanzados, como con la herramienta Masa remota, para acortar la duración del análisis. Como resultado, puede determinar los desplazamientos a determinadas frecuencias y mostrar gráficamente la tensión pico o la amplitud de frecuencia pico en direcciones específicas. (Figuras 14 y 15)

Figura 13: Modelo y modelo con carga remota aplicada

Figura 14: Gráfico de desplazamiento a cierta frecuencia

Figura 15: Gráficos de respuesta de amplitud y tensión von Mises

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