Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

24
1 Ingeniería Asistida Ingeniería Asistida por Computadora por Computadora (CAE) (CAE) COSMOS COSMOS

Transcript of Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

Page 1: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

11

Ingeniería Asistida Ingeniería Asistida por Computadora por Computadora (CAE)(CAE)COSMOSCOSMOS

Page 2: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

22

HistoriaHistoria

Aportadores a los Principios de Mecánica y Aportadores a los Principios de Mecánica y Materiales.Materiales.

GalileoGalileo NewtonNewton Da VinceDa Vince HookeHooke MichelangeloMichelangelo

Page 3: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

33

Primeros cálculosPrimeros cálculos

Método Rayleigh - Ritz (1800s)Método Rayleigh - Ritz (1800s) Predice la tensión (stress) y el Predice la tensión (stress) y el

desplazamiento en el comportamiento de desplazamiento en el comportamiento de estructuras simples.estructuras simples.

Page 4: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

44

Sistemas ComplejosSistemas Complejos

Richard Courant (1943)Richard Courant (1943) Propuso “romper” un elemento ó sistema en Propuso “romper” un elemento ó sistema en

segmentos triangulares.segmentos triangulares.

Page 5: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

55

Capacidad de cómputoCapacidad de cómputo

1940 – ENIAC1940 – ENIAC 46 operaciones por segundo46 operaciones por segundo

1960 – Computadoras Análogas1960 – Computadoras Análogas Más de 1000 operaciones por segundoMás de 1000 operaciones por segundo

1970 – Micro computadoras1970 – Micro computadoras 100 000 operaciones por segundo100 000 operaciones por segundo

1980 – Estaciones de trabajo (Workstations)1980 – Estaciones de trabajo (Workstations) 1 millón de operaciones por segundo1 millón de operaciones por segundo

1990 – Supercomputadoras1990 – Supercomputadoras 1 trillón de operaciones por segundo1 trillón de operaciones por segundo

2000 – 1 seg = 650 años de ENIAC2000 – 1 seg = 650 años de ENIAC

Page 6: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

66

FEA – Finite Element FEA – Finite Element AnalysisAnalysis

Método de división triangular + Capacidad de cómputo Método de división triangular + Capacidad de cómputo = FEA= FEA

Algoritmos matemáticos transformados en Algoritmos matemáticos transformados en herramientas.herramientas. NASTRANNASTRAN ANSYSANSYS MARCMARC ALGORALGOR SIMULIASIMULIA COSMOSCOSMOS ABACUSABACUS ADINAADINA ……

Page 7: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

77

FEA – ObjetivoFEA – Objetivo

Diseño de Mejores PiezasDiseño de Mejores Piezas

Diseño de Mejores EnsamblesDiseño de Mejores Ensambles

Diseño de Mejores ProductosDiseño de Mejores Productos

Page 8: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

88

AceptaciónAceptación

Sólidos

FEA

Rapid Prototyping (RP)

Madurez de la tecnología

Aceptación de la tecnología

Mediados de los 80s

Mediados de los 60s

Mediados de los 80s

90%

30%

60%

Page 9: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

99

Proceso de diseño Proceso de diseño tradicionaltradicional

Concepto Producción Mercado

Construir

Y

Probar

Costo de

desarrollo

Conocimiento del producto

Page 10: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

1010

Procesos de diseño con Procesos de diseño con FEA y RPFEA y RP

Concepto Producción Mercado

Software

Y

Prototipos

Costo de

desarrollo

Conocimiento del producto

Page 11: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

1111

Solución de Problemas de Solución de Problemas de diseñodiseño

Establecer una meta clara y definidaEstablecer una meta clara y definida Recolectar y clasificar datos de entradaRecolectar y clasificar datos de entrada Resolver el problema con los medios Resolver el problema con los medios

apropiadosapropiados Verificar y documentar los resultadosVerificar y documentar los resultados

Page 12: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

1212

Errores de interpretación Errores de interpretación de FEAde FEA

El mallado es todo.El mallado es todo. Si la pieza puede ser mallada la batalla aún no termina.Si la pieza puede ser mallada la batalla aún no termina.

FEA remplaza las pruebasFEA remplaza las pruebas Al contrario, los análisis FEA se validan con las pruebas.Al contrario, los análisis FEA se validan con las pruebas.

FEA es fácilFEA es fácil Analistas expertos en temas de mecánica, materiales y modelado son Analistas expertos en temas de mecánica, materiales y modelado son

necesarios.necesarios. FEA es duroFEA es duro

Las bases pueden aprenderse y reforzarse con práctica y con el Las bases pueden aprenderse y reforzarse con práctica y con el apoyo de un experto.apoyo de un experto.

“NO HAY MALAS RESPUESTAS USANDO FEA, SOLO MÁLAS PREGUNTAS”

Aprender una Interfase FEA es igual a aprender FEA. Un analista de diseño con experiencia está en constante aprendizaje,

y un usuario nuevo tendrá muchísimo más que aprender.

Page 13: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

1313

Fundamentos teóricosFundamentos teóricos

Page 14: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

1414

Fundamentos teóricosFundamentos teóricos

Grafica de esfuerzo deformaciónGrafica de esfuerzo deformaciónSy = Límite de fluencia

Su = Resistencia última o de tensión

SF = Límite de Fractura

E = Límite elástico (Módulo de Young, N/m2)

P = Límite de proporcionalidad

Page 15: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

1515

Fundamentos TeóricosFundamentos Teóricos

Page 16: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

1616

Fundamentos TeóricoFundamentos Teórico

Ley de HookeLey de Hooke El esfuerzo es proporcional a la El esfuerzo es proporcional a la

deformación.deformación.

Page 17: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

1717

Finite Element Method - Finite Element Method - FEMFEM

DescomposiciónDescomposición

Page 18: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

1818

Finite Element Method - Finite Element Method - FEMFEM

VectoresVectores

Page 19: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

1919

Finite Element Method - Finite Element Method - FEMFEM

Page 20: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

2020

MalladoMallado

Determinantes JacobianasDeterminantes Jacobianas

Page 21: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

2121

MalladoMallado

Page 22: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

2222

Pasos para un estudio Pasos para un estudio FEAFEA

Definir la geometría del estudioDefinir la geometría del estudio Asignar propiedades de materialesAsignar propiedades de materiales Crear un estudio (estático, frecuencia …)Crear un estudio (estático, frecuencia …) Definir el ambiente operativoDefinir el ambiente operativo ProcesamientoProcesamiento Revisión de resultadosRevisión de resultados

Page 23: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

2323

Estudio en COSMOSEstudio en COSMOS

Análisis Estático LinealAnálisis Estático Lineal Materiales linealesMateriales lineales

Obedecen la ley de HookeObedecen la ley de Hooke

Deformaciones pequeñasDeformaciones pequeñas Cargas estáticasCargas estáticas

Page 24: Ingeniería Asistida por Computadora (CAE)_web

2424

BibliografíaBibliografía

Diseño en Ingeniería MecánicaDiseño en Ingeniería Mecánica Joseph E. ShingleyJoseph E. Shingley Charles R. MischkeCharles R. Mischke Mc Graw Hill – Sexta EdiciónMc Graw Hill – Sexta Edición

Finite Element AnalisysFinite Element Analisys Adams and AskenazyAdams and Askenazy OnwordOnword