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Análisis y simulación de Autodesk Inventor

> Simulación dinámica 1 >

Uso de Simulación dinámica

Simulación dinámica sirve para simular y analizar las características dinámicas de un ensamblaje en movimiento bajo varias condiciones de carga. Nivel de capacitación

Nivel 3, de interés especial

Duración

40 minutos

Archivo de aprendizaje empleado

Reciprocating_Saw.iam

Requisitos previos: l

Lleve a cabo el aprendizaje Ensamblajes.

l

Debe conocer los aspectos básicos del movimiento.

l

Vea el tema Para empezar de la Ayuda si desea obtener más información.

Aprenda a: l

l

Reconocer las diferencias básicas entre la aplicación Simulación dinámica y el entorno de ensamblaje normal. Comprobar cómo el software convierte automáticamente las restricciones de ensamblaje de coincidencia en uniones estándar de Simulación dinámica.

l

Usar Colorear grupos móviles para distinguir las relaciones entre los componentes.

l

Crear de forma manual tipos de uniones giratorias, de contacto 2D y de muelle.

l

Definir las propiedades de unión.

l

Aplicar movimiento en una unión y definir la gravedad.

l

Usar el gráfico de salida de datos.

l

Ejecutar una simulación dinámica para observar cómo las uniones, cargas y estructuras de componente interactúan como un mecanismo móvil y dinámico.

Simulación dinámica contiene una amplia gama de funciones y alberga numerosos flujos de trabajo. Este archivo de aprendizaje le ayudará a familiarizarse con los fundamentos básicos de Simulación dinámica. Una vez haya comprendido los paradigmas y las características claves de Simulación dinámica, podrá empezar a explorar otras capacidades y aplicar Simulación dinámica a sus necesidades específicas. Consejos de navegación:

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l

l

El botón Mostrar de la esquina superior izquierda muestra los contenidos de este aprendizaje con enlaces de navegación que llevan a las distintas páginas. El botón Avanzar situado en la esquina superior derecha avanza a la página siguiente.

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> Simulación dinámica 1 >

Apertura del ensamblaje 1. Para empezar, defina tutorial_files como proyecto activo. 2. Abra Reciprocating_Saw.iam.

3. Pulse

Guardar como. Utilice RecipSaw-tutorial_1.iam como nombre.

4. Pulse Aceptar en el cuadro de diálogo Guardar. Mientras realiza los ejercicios siguientes, guarde el ensamblaje periódicamente.

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> Simulación dinámica 1 >

Grados de libertad Antes de continuar con el aprendizaje, es conveniente comprender las diferencias entre los entornos de modelado de ensamblaje y de Simulación dinámica. Aunque los dos están relacionados con la creación de mecanismos, existen algunas diferencias fundamentales entre el entorno de Simulación dinámica y el de ensamblaje. La diferencia básica está relacionada con los grados de libertad y cómo se administran. En el entorno de ensamblaje, los componentes sin restricciones y no fijos tienen seis grados de libertad.

Las restricciones se añaden para limitar los grados de libertad. Por ejemplo, si se añade una restricción de nivelación entre esta pieza y uno de sus planos interno, se eliminan tres grados de libertad.

En Simulación dinámica, los componentes sin restricciones y no fijos tienen cero grados de libertad y no se desplazan en la simulación. La adición de uniones crea grados de libertad. Al acceder al entorno de Simulación dinámica, los componentes con restricciones de coincidencia reciben estas uniones de forma automática. Tanto con Simulación dinámica o el entorno de ensamblaje, el objetivo es construir un mecanismo funcional. Simulación dinámica aporta a ese mecanismo funcional las influencias dinámicas del mundo real a través de varios tipos de cargas que crean una verdadera cadena cinemática.

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> Simulación dinámica 1 >

Conversión automática de restricciones Cuando cambia del entorno de ensamblaje al entorno de Simulación dinámica, las restricciones de coincidencia se convierten automáticamente en uniones que coinciden con la función mecánica de las restricciones. Puede aceptar las uniones como las define el software o puede modificarlas o suprimirlas según sea necesario. 1. En la cinta de opciones, pulse la ficha Entornos

panel Iniciar

Simulación dinámica.

Nota Si un mensaje le pregunta si desea ejecutar el archivo de aprendizaje de Simulación dinámica, pulse No.

Se activa el entorno Simulación dinámica. Observe que el navegador y los nodos cambian en el entorno de Simulación dinámica. En el navegador de Simulación dinámica hay varias carpetas que pertenecen a los objetos de simulación. Se refieren a la simulación de la siguiente manera: Carpeta Fijo

Componentes sin grados de libertad.

Carpeta Grupos móviles

Componentes con grados de libertad que les permiten participar en la simulación cuando se aplican fuerzas. Cada grupo móvil recibe un color determinado. Pulse la carpeta Grupos móviles con el botón derecho del ratón y seleccione Colorear grupos móviles para comprobar visualmente los grupos móviles en los que reside el componente.

Carpeta Uniones estándar

Uniones creadas mediante la conversión automática de restricciones cuando se accede al entorno de Simulación dinámica. Las restricciones contribuyentes se muestran como nodos hijo.

Varias carpetas de uniones

Las uniones creadas que no son estándar se ubican en carpetas para estos tipos de uniones específicos. Las restricciones contribuyentes se muestran como nodos hijo.

Carpeta Cargas externas

En esta carpeta se incluyen las cargas que defina, incluida la gravedad.

Nota Las restricciones de los ensamblajes que contienen objetos de Simulación dinámica heredados

previos a Inventor 2008 NO se convierten automáticamente cuando se accede al entorno de simulación. 2. Expanda la carpeta Uniones estándar. Las uniones se crean automáticamente en función del esquema de restricciones de ensamblaje. El software analiza las restricciones de coincidencia y determina qué unión corresponde al esquema de restricciones. Puede desactivar la conversión automática de restricciones y, a continuación, convertir de forma

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manual únicamente las restricciones que desee conservar en la simulación. Sin embargo, tenga en cuenta que cuando desactiva la conversión automática de restricciones, se suprimen todas las uniones existentes, incluidas las uniones creadas de forma manual. Por tanto, se eliminan todos los grados de libertad. Para desactivar la conversión automática de restricciones, pulse la ficha Simulación dinámica

panel

Administrar Configuración de simulación. Elimine la marca de selección de Convertir automáticamente restricciones en uniones estándar para desactivar la opción. Pulse Aceptar. Se eliminan todas las uniones del ensamblaje. Para volver a activar la conversión automática de restricciones, pulse el comando Configuración de simulación y active la opción Convertir automáticamente restricciones en uniones estándar. Pulse Aceptar. Se crearán uniones estándar. Nota Las uniones que no sean estándar creadas previamente en el ensamblaje se suprimen. 3. Expanda la carpeta Grupos móviles. Los componentes cuyo esquema de restricciones muestra un movimiento controlado, crean relaciones y se agrupan en función de la relación. 4. Expanda la carpeta Grupo soldado. Cuando existe una relación rígida entre componentes, el software puede crear un grupo soldado. No hay grados de libertad entre los miembros de un grupo soldado. 5. Pulse la carpeta Grupos móviles con el botón derecho del ratón y seleccione Colorear grupos móviles. El software asigna un color a todos los miembros de un grupo. Esta operación se utiliza para identificar fácilmente a los miembros de un grupo móvil. Pulse la carpeta Grupos móviles con el botón derecho del ratón y seleccione Colorear grupos móviles para volver a la visualización normal de colores. 6. Pulse la carpeta Grupos móviles con el botón derecho del ratón y seleccione Colorear grupos móviles para desactivar el coloreado de grupos.

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> Simulación dinámica 1 >

Restricciones de ensamblaje 1. Para ver un componente en movimiento, pulse y arrastre el componente Engranaje biselado 1.

El movimiento que ve se ha tomado prestado del entorno de ensamblaje. Aunque se encuentra en Simulación dinámica, aún no está ejecutando una simulación. Ya que no hay una simulación activa, el ensamblaje se desplaza libremente Nota Al hacer esto, es posible que no se produzcan algunos de los movimientos asociados a las restricciones del ensamblaje, ya que éstas no se convierten automáticamente en uniones. 2. En la ventana flotante del Simulador, pulse el botón Ejecutar.

El navegador de Simulación dinámica se vuelve de color gris y el control deslizante de estado del panel de simulación se desplaza, esto indica que se está ejecutando una simulación. Aunque se han creado automáticamente algunas uniones, el ensamblaje no muestra movimiento alguno. El motivo es que no hay valores suficientes. 3. Pulse el botón Parar si el regulador sigue moviéndose.

Aunque no se esté ejecutando la simulación, el modo de simulación aún sigue activo. Si intenta arrastrar el componente Engranaje biselado, comprobará que no se produce ningún movimiento. 4. Pulse el comando Modo de construcción para salir del modo de ejecución de la simulación.

Estas relaciones y comportamientos pueden parecer contradictorios o confusos. No se preocupe. Al avanzar por los siguientes flujos de trabajo, comenzarán a despejarse sus dudas sobre Simulación dinámica y sus paradigmas.

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> Simulación dinámica 1 >

Adición de una unión giratoria A continuación, crearemos una relación entre los engranajes biselados. Hay dos engranajes biselados, uno más grande asociado a la acción de leva y uno más pequeño asociado al ensamblaje del motor. Comenzaremos con el engranaje más pequeño. 1. Expanda la carpeta Grupos móviles y el nodo Motor de forma que el nodo Engranaje biselado 1 quede visible. 2. Pulse con el botón derecho del ratón el nodo Engranaje biselado y seleccione Editar. Pasará automáticamente al entorno de edición de piezas. 3. En el navegador, expanda la carpeta Cuerpos de superficie(1). 4. Pulse con el botón derecho del ratón el nodo Sup1 en el navegador y seleccione Visibilidad. Usaremos la superficie para ayudar a definir la relación del engranaje biselado. 5. En la Barra de herramientas de acceso rápido, pulse Volver para ir al entorno de simulación. También puede pulsar con el botón derecho del ratón el área gráfica y seleccionar Terminar edición. 6. Pulse la ficha Simulación dinámica de las uniones.

panel Unión

Insertar unión

para ver el cuadro de diálogo

7. En la lista desplegable, seleccione Giro: cono sobre cono. 8. El selector de componentes se activa automáticamente y espera a que comience la selección. Seleccione el círculo Diámetro de separación situado en el cono de la superficie. 9. Pulse el selector del componente 2

y seleccione una cara cónica en el engranaje biselado 2.

Puede ser necesario expandir los nodos del navegador Grupos móviles y Cigüeñal de leva para ver el segundo engranaje.

10. Pulse Aceptar. 11. Pulse y arrastre el engranaje biselado motorizado. El ensamblaje Cigüeñal de leva se mueve debido a la unión creada.

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12. Edite la pieza de nuevo y desactive la visibilidad del cuerpo de superficie Sup1.

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Creación de un contacto 2D La siguiente relación que se debe crear es la que conecta el rodillo del seguidor de la leva con el componente de leva. El rodillo de seguimiento debe estar en contacto con la leva. Conservación de los grados de libertad El rodillo de seguimiento es una pieza simétrica y, por defecto, la simulación dinámica intenta reducir el movimiento de los componentes simétricos. ¿Por qué? Este ejemplo servirá de ayuda. Piense en el ensamblaje de una rueda. El neumático está montado en la llanta. El ensamblaje se asocia al vehículo mediante tuercas. En la simulación, la función de las ruedas no consiste en girar alrededor de su eje, sino en restringir el ensamblaje al vehículo. Puesto que las tuercas son componentes simétricos, se elimina automáticamente el grado de libertad rotacional. De esta manera, la simulación del modelo es más sencilla. Si desea conservar el grado de libertad rotacional de las tuercas, utilice el comando Conservar grado de libertad. También se puede ejecutar la acción al contrario. Es decir, puede utilizar Ignorar grado de libertad para restringir los grados de libertad de un componente. Volvamos al rodillo de seguimiento y cómo conservar su grado de libertad. 1. En la carpeta Grupos móviles, expanda Grupo soldado. Debe haber dos componentes en el grupo. 2. Pulse con el botón derecho del ratón el componente de rodillo del seguidor y seleccione Conservar grado de libertad. El rodillo conserva sus características de movimiento. A continuación, debemos asegurarnos de que el rodillo entra en contacto con la leva. 3. Pulse el comando Insertar unión para mostrar el cuadro de diálogo. En la lista, seleccione Contacto 2D. 4. Seleccione la arista del perfil de la leva. 5. Seleccione el perfil de boceto visualizado en el componente de rodillo. Como puede ver, la geometría de boceto se puede usar como parte de la simulación.

6. Pulse Aceptar. 7. Arrastre el seguidor hasta que entre en contacto con la leva. Entra en contacto, pero no penetra en la leva. El contacto 2D ha establecido una relación mecánica entre los dos componentes. 8. Antes de continuar, es necesario modificar las propiedades del contacto 2D y visualizar el vector de la fuerza. En el navegador, pulse con el botón derecho del ratón la unión Contacto 2D y seleccione Propiedades.

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9. Defina el valor de Restitución en 0,0 y el de Fricción en 0,15. 10. Expanda el cuadro de diálogo para acceder a la sección inferior. Active la casilla Normal y defina Escala como 0,003. 11. Pulse Aceptar.

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> Simulación dinámica 1 >

Adición de uniones de muelle/amortiguador/conector El seguidor se ha diseñado de manera que se deslice por una parte del componente Guía. Sin embargo, para sujetar el rodillo del seguidor contra la leva, es necesario especificar un muelle entre los componentes Seguidor y Guía. La simulación dinámica tiene una unión que permite cumplir éste y otros objetivos, la unión Muelle/Amortiguador/Conector. En función del tipo de unión, el cuadro de diálogo ofrece valores apropiados para definir la unión. 1. Pulse el comando Insertar unión y, en el cuadro de diálogo, seleccione Muelle/Amortiguador/Conector en la lista desplegable de tipos de uniones. El selector del componente 1 está activo. 2. En el componente Guía, seleccione el perfil del agujero por el que el seguidor atraviesa la Guía. Se creará el contacto para el muelle. 3. Seleccione el perfil de la arista en la que el muelle entrará en contacto con el seguidor.

4. Pulse Aceptar. Como resultado, aparece una unión de muelle en el navegador y se obtiene una representación gráfica de un muelle. La representación se puede deformar e incluye fuerzas de acción-reacción, pero no tiene masa.

5. En el navegador, en la carpeta Uniones de fuerza, pulse con el botón derecho del ratón la unión de muelle y pulse Propiedades. 6. En la sección principal del cuadro de diálogo, defina: l

Rigidez = 2,500 N/mm

l

Longitud libre = 42 mm

Expanda el cuadro de diálogo y defina: l

Radio = 5,2 mm

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l

Vueltas = 10

l

Radio de conductor = 0,800 mm

7. Pulse Aceptar. Las propiedades del muelle y la representación gráfica se actualizan.

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> Simulación dinámica 1 >

Definir gravedad 1. En el navegador, en la carpeta Cargas externas, pulse con el botón derecho del ratón Gravedad y, a continuación, seleccione Definir gravedad. Otra posibilidad es pulsar dos veces el nodo de Gravedad. En caso necesario, elimine la marca de verificación de Desactivar. 2. Designe la arista de la carcasa tal y como se indica en la imagen para especificar un vector para la gravedad. Puede usar el comando Invertir

para cambiar las direcciones.

3. Pulse Aceptar. Observe que la dirección de la gravedad no tiene nada que ver con ninguna idea externa de "arriba" o "abajo", sino que se define en función del vector que se ha especificado.

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> Simulación dinámica 1 >

Aplicación de movimiento a una unión Para simular el funcionamiento de la sierra es necesario aplicarle un movimiento. En este caso, aplicaremos movimiento al motor, como ocurriría en un caso real. Para aplicar movimiento es necesario editar las propiedades de la unión. 1. En la carpeta Uniones estándar del navegador, pulse con el botón derecho en la unión Revolución:2 (Esbozo de sierra:1. Motor:1) y pulse Propiedades. 2. Pulse la ficha dof 1 (R).

3. Pulse el comando Editar movimiento impuesto

y seleccione Activar movimiento impuesto.

4. Pulse la flecha para expandir las opciones de entrada de datos y pulse Valor constante. Especifique 10000 gr/s (mil). 5. Pulse Aceptar.

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> Simulación dinámica 1 >

Ejecute una simulación Como se trata de la simulación de un dispositivo de alta velocidad, modificaremos las propiedades de la simulación. 1. En el Simulador, en el campo Tiempo final, escriba 0,5 s, que será suficiente para ver una demostración del mecanismo. Consejo Utilice la información de herramienta para ver los nombres de los campos del Simulador.

Nota El software aumenta automáticamente el valor en el campo Imágenes proporcionalmente al cambio en el campo Tiempo final. Pulse el tabulador para mover sacar el cursor del campo Tiempo final y actualizar el campo Imágenes.

2. En el campo Imágenes, escriba 200. Al aumentar el número de imágenes mejoran los resultados mostrados en el gráfico de salida. 3. Pulse Ejecutar en el Simulador.

Cuando el componente Motor desplaza el engranaje biselado, las otras piezas de la cadena cinemática responden. Además, dado que aún no hemos especificado ninguna fuerza de fricción o de amortiguamiento, el mecanismo no sufre pérdidas. No existe fricción entre los componentes, sea cual sea la duración de la simulación. 4. Si la simulación aún está en curso, pulse el botón Parar del Simulador. Antes de salir del entorno de ejecución de la simulación, revisemos rápidamente el gráfico de salida.

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Uso del gráfico de salida El gráfico de salida permite examinar diversos resultados de la simulación. La siguiente lista muestra algunas de las acciones que se pueden llevar a cabo después de ejecutar una simulación: l

Cambiar los marcos de referencia para ver los resultados en diversos sistemas de coordenadas

l

Visualizar los resultados de la curva

l

Guardar los resultados de la simulación para poder revisarlos y compararlos posteriormente

l

Visualizar los resultados en función del tiempo o de otros criterios

l

Y mucho más 1. Después de ejecutar la simulación y antes de salir del entorno de ejecución, pulse la ficha Simulación dinámica

panel Resultados

Gráfico de salida de datos

.

El gráfico de salida se divide en varias secciones: navegador, gráfico y pasos de tiempo. Hay comandos específicos del gráfico de salida en una barra de herramientas que se encuentra en la parte superior de la ventana. El tamaño de la ventana se puede ajustar. Defina el tamaño según sus necesidades. 2. En el navegador, expanda el nodo Uniones estándar. A continuación, expanda el nodo Revolución:2. 3. En el nodo Revolución:2, expanda el nodo Fuerza directriz. Active la casilla de selección situada junto a U_impuesto[1]. Podrá ver la fuerza en la región gráfica. 4. Expanda el nodo Prismático:3. 5. Expanda el nodo Velocidades y active la casilla V[1]. Podrá ver la velocidad en el gráfico junto con la fuerza directriz.

6. Esto es todo lo que vamos a hacer con el gráfico de salida por ahora. Cierre la ventana Gráfico de salida de datos.

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> Simulación dinámica 1 >

Simulador Revisemos rápidamente algunas de las características del Simulador. Como ya se ha mencionado, el campo Tiempo final controla el tiempo total disponible para una simulación.

El campo Imágenes controla el número de fotogramas de imagen disponibles para la simulación. Cambie el valor a 100 y, a continuación, ejecute la simulación. Pulse el botón Modo de construcción cuando la simulación haya finalizado. Vuelva a cambiar el valor a 200.

El campo Filtro controla el paso de visualización de fotogramas. Si el valor es 1, se reproducen todos los fotogramas. Si el valor establecido es 5, sólo se visualizan de cinco en cinco, y así sucesivamente. Este campo se puede editar con el modo de simulación activo (y ninguna simulación en curso).

El valor Tiempo de simulación muestra la duración del movimiento del mecanismo tal y como se vería con el modelo físico.

El valor Porcentaje muestra el porcentaje completo de la simulación.

El valor Tiempo real de cálculo muestra la duración real de la ejecución de la simulación. Ésta se ve afectada por la complejidad del modelo y los recursos del ordenador.

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Se puede pulsar el botón de actualización de pantalla para actualizar la pantalla durante la simulación. Se ejecuta la simulación, pero sin representación gráfica. Pulse el comando Modo de construcción para salir del entorno de ejecución de simulación. El modo de construcción se utiliza para crear y editar las uniones. Importante Guarde el ensamblaje antes de salir. Esto le permitirá pasar al siguiente aprendizaje y utilizarlo

como base del tutorial.

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> Simulación dinámica 1 >

Resumen

También puede exportar condiciones de carga en cualquier estado de movimiento de simulación a Análisis de tensión. En Análisis de tensión, puede observar cómo responden las piezas, desde un punto de vista estructural, a las cargas dinámicas en cualquier punto del rango de movimiento del ensamblaje. En este archivo de aprendizaje se han aprendido las siguientes habilidades: l

l

Comprensión de las diferencias básicas entre la aplicación Simulación dinámica y el entorno de ensamblaje regular. Preparación del software para que convierta automáticamente las restricciones de ensamblaje relevantes a uniones estándar de Simulación dinámica.

l

Uso de Colorear grupos móviles para distinguir las relaciones entre los componentes.

l

Creación manual de tipos de uniones giratorias, de contacto 2D y de muelle.

l

Definición de las propiedades de unión.

l

Aplicación de movimiento en una unión y definición de la gravedad.

l

Uso de los gráficos de salida.

l

Ejecución de una simulación dinámica para observar cómo las uniones, cargas y estructuras de componente interactúan como un mecanismo móvil y dinámico.

Recuerde consultar los archivos de ayuda para obtener más información.. Asimismo, recuerde entrar en Autodesk.com para ver otros aprendizajes y Skill Builders.

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>

Simulación dinámica 2 Temas de esta sección l

Introducción

l

Trabajo en el entorno de simulación

l

Definición de las condiciones de funcionamiento

l

Adición de fricción

l

Adición de una unión deslizante

l

Uso del gráfico de entrada de datos

l

Uso del gráfico de salida

l

Exportación a CEF

l

Publicación del resultado en Inventor Studio

l

Resumen

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> Simulación dinámica 2 >

Introducción

Nivel de capacitación

Nivel 3, de interés especial

Duración

20 minutos

Archivos de aprendizaje usados

Empleados en el aprendizaje: RecipSaw_tutorial_1.iam Blade set.iam Archivo completado: Reciprocating_saw_Final.iam

Requisitos previos: l

Debe haber completado el aprendizaje Simulación dinámica 1.

l

Debe haber completado el aprendizaje Studio: animaciones.

l

Debe conocer los aspectos básicos del movimiento.

l

Vea el tema Para empezar de la Ayuda si desea obtener más información.

Este aprendizaje comienza donde termina el aprendizaje Simulación dinámica 1. Añadiremos el ensamblaje de la cuchilla y completaremos la definición de las condiciones de funcionamiento. A continuación, modificaremos el lóbulo de la leva y, por último, publicaremos la simulación con Inventor Studio. En este aprendizaje: l

Añadirá el subensamblaje de la cuchilla de la sierra.

l

Añadirá varias uniones.

l

Impondrá movimiento y fricción, y conservará grados de libertad en los subensamblajes.

l

Añadirá trazos.

l

Publicará una animación de simulación con Inventor Studio.

Consejos de navegación: l

l

El botón Mostrar de la esquina superior izquierda muestra los contenidos de este aprendizaje con enlaces de navegación que llevan a las distintas páginas. El botón Avanzar de la esquina superior derecha avanza a la siguiente página.

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> Simulación dinámica 2 >

Trabajo en el entorno de simulación Descripción de las herramientas de simulación Es posible simular ensamblajes móviles de gran envergadura y complejidad con cientos de piezas móviles articuladas Analysis and Simulation Tutorial Simulation proporciona lo siguiente: l

l

Visualización interactiva, simultánea y asociativa de animaciones 3D con vectores de trayectoria, velocidad, aceleración y fuerza, y con muelles deformables. Herramienta de generación de gráficos para representar y postprocesar los datos resultantes.

Supuestos de la simulación Las herramientas de simulación dinámica de la ayuda de ProdName; guían al usuario en los pasos de concepción y desarrollo, y ayudan a reducir el número de prototipos. Sin embargo, debido a la hipótesis utilizada en la simulación, sólo proporcionan una aproximación del comportamiento que se produce en los mecanismos reales. Interpretación de los resultados de simulación Para evitar cálculos que puedan llevar a interpretaciones equivocadas de los resultados o a modelos incompletos que puedan provocar comportamientos poco frecuentes (o, incluso, imposibilitar el cálculo de la simulación), debe tener en cuenta las normas que afectan a: l

Parámetros relativos

l

Masas e inercia coherentes

l

Continuidad de las leyes

Parámetros relativos Analysis and Simulation Tutorial Simulation utiliza parámetros relativos. Por ejemplo, las variables de posición, velocidad y aceleración ofrecen una descripción directa del movimiento de una pieza hijo según la pieza padre correspondiente a partir del grado de libertad (GL) de la unión que las enlaza. Por ello, seleccione con cuidado la velocidad inicial de un grado de libertad. Masas e inercia coherentes Asegúrese de que las condiciones del mecanismo son correctas. Por ejemplo, la masa y la inercia de un mecanismo deben estar en el mismo orden de magnitudes. El error más frecuente es equivocarse en la definición de densidad o de volumen de las piezas CAD. Continuidad de las leyes El cálculo numérico es sensible a las discontinuidades de las leyes impuestas. Mientras que una ley de velocidad define una serie de tramos lineales, la aceleración es, por necesidad, discontinua. De forma similar, cuando se utilizan uniones de contacto, es mejor evitar los perfiles o contornos con aristas rectas. Nota El uso de empalmes pequeños facilita el cálculo anulando la arista.

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> Simulación dinámica 2 >

Definición de las condiciones de funcionamiento A continuación, completaremos las definiciones de movimiento necesarias para que la simulación refleje las condiciones de funcionamiento del producto. Si el ensamblaje RecipSaw-tutorial_1.iam no está abierto, abra el archivo para continuar. Como puede ver, aunque incluye el cuerpo de la sierra, no contiene los componentes de la cuchilla. No será necesario salir del entorno de simulación para añadir los componentes de la cuchilla. 1. Pulse la ficha Ensamblar para visualizar la cinta de opciones del ensamblaje. 2. En el panel Componente, pulse Insertar componente. Seleccione Blade set.iam y pulse Abrir. 3. Coloque el ensamblaje Blade set en una ubicación próxima al lugar que ocupará una vez montado.

4. Pulse con el botón derecho del ratón en la ventana gráfica y seleccione Terminar. 5. En el navegador, expanda el nodo del ensamblaje Blade set para que los componentes queden a la vista. 6. Seleccione el componente Scottish Yoke. En la Barra de herramientas de acceso rápido, cambie el color a Cromo. Nota Si aparece un mensaje de Representación de vista de diseño asociativa relativo a la asociación del color, seleccione Eliminar asociación y pulse Aceptar. 7. Añada una restricción de coincidencia entre el yugo escocés y la guía para colocar el yugo sobre la guía.

8. Añada una segunda restricción de coincidencia entre los dos componentes para situar el yugo dentro de los raíles de la guía. En el navegador de la simulación, debajo de Uniones estándar, se habrá creado una unión prismática basada en la adición de esas restricciones.

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> Simulación dinámica 2 >

Adición de fricción Hasta este punto, el mecanismo no tiene pérdidas, es decir: funciona sin fricción ni amortiguamiento, a diferencia de lo que ocurriría en la práctica. Añadiremos fricción para capturar el entorno de funcionamiento. Adición de fricción y finalización de la relación entre el yugo y la guía 1. En el navegador, pulse con el botón derecho en Blade set.iam y, a continuación, pulse Flexible. Al definir el ensamblaje como Flexible, se coloca en la carpeta de grupo soldado. En el ensamblaje, se evalúan las restricciones, y la restricción entre el yugo y la cuchilla provoca la adición de una unión de revolución.

2. Como ya se ha indicado, el ensamblaje no contiene por ahora ninguna fricción. Este paso introduce fricción en la unión prismática. Pulse con el botón derecho en la unión prismática de la guía y el yugo escocés, y pulse Propiedades.

3. Pulse la ficha grado de libertad 1 (T). Pulse el comando Editar fuerza de unión . Pulse Activar fuerza de unión. Especifique un coeficiente de fricción seca de 0,1 y pulse Aceptar. 4. Debemos añadir una restricción para definir la posición del yugo escocés con respecto al ensamblaje de la manivela. Defina la vista del navegador como Modelo y expanda el nodo de Blade set.iam. 5. Expanda el nodo de Scottish Yoke y pulse el comando Restringir. 6. En el navegador, seleccione Plano de trabajo3 debajo del componente Scottish Yoke. 7. En la región gráfica, seleccione una arista circular del componente Rodillo que forme parte del ensamblaje de la leva del cigüeñal. Se añade una unión Punto-Plano para reflejar la restricción.

8. Pulse Aceptar para añadir la restricción y cerrar el cuadro de diálogo. 9. Vuelva a cambiar la vista del navegador a Simulación dinámica. La unión Punto-Plano resultante tiene cinco grados de libertad y una restricción. Esta definición es suficiente para transferir el movimiento sin sobrerrestringir el modelo. La simulación dinámica detecta las condiciones

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sobrerrestringidas y ayuda al usuario a resolverlas.

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> Simulación dinámica 2 >

Adición de una unión deslizante El contacto entre Blade set y el tren de transmisión de la sierra no está totalmente definido. Debemos hacer que el extremo del seguidor interactúe con el componente Blade Clamp. Esto requiere una unión deslizante. 1. La siguiente unión que se debe añadir es la que conecta la abrazadera de la cuchilla y el seguidor, con el fin de que el seguidor se desplace por la abrazadera de la cuchilla. Si la ficha Simulación dinámica no está activa, selecciónela. 2. Antes de crear la unión, resulta útil bloquear la unión prismática entre los componentes Guide y Follower. Esto impide que los componentes relacionados se desplacen y permite que el solucionador funcione de un modo más eficiente. Pulse con el botón derecho en la unión Prismático:3 (Guide:1, Follower:1) y seleccione Bloquear grados de libertad. 3. Pulse la ficha Simulación dinámica de la barra de la cinta de opciones para visualizar los comandos de simulación. Ahora, añadiremos la unión deslizante. 4. Pulse Insertar unión. En la lista desplegable, seleccione Deslizamiento: curva de cilindro. Como entrada 1, seleccione el perfil de la ranura de la abrazadera de la cuchilla en la que viaja el seguidor. 5. Como entrada 2, seleccione la cara del cilindro del seguidor que se desliza por la ranura. Pulse Aceptar.

6. Desbloquee la unión prismática. Queda así completada esta sección sobre la adición de componentes y uniones al ensamblaje. En esta sección, ha aprendido los siguientes conceptos: l

Adición de componentes de ensamblaje en el entorno de simulación.

l

Adición de restricciones de ensamblaje para ver cómo crean automáticamente uniones estándar.

l

Adición de uniones para simular las condiciones mecánicas del ensamblaje.

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> Simulación dinámica 2 >

Uso del gráfico de entrada de datos El gráfico de entrada de datos permite añadir fuerzas y pares de torsión que cambian durante la simulación en función de otras variables independientes. Añadiremos una fuerza externa dependiente de la velocidad a la unión prismática existente entre la guía y el yugo escocés. Para generar un efecto de velocidad, usaremos valores + o - con el fin de definir una fuerza opuesta. 1. En el navegador, en Uniones estándar, seleccione la unión Prismático (Guide:1, Scottish Yoke:1). Cuando la velocidad en los marcos de referencia es positiva, los marcos se alejan del extremo de la cuchilla. Si los marcos de referencia están orientados hacia la cuchilla de la sierra, puede ser necesario editar la unión y cambiar o invertir la dirección.

2. Pulse el comando Fuerza del panel Carga. Seleccione un vértice de uno de los dientes de la sierra.

3. Pulse el selector Dirección del cuadro de diálogo. 4. Seleccione la arista superior de la cuchilla de la sierra que es paralela al movimiento de la cuchilla.

5. Pulse la flecha del control de entrada Magnitud para visualizar las opciones de la lista y pulse Gráfico de entrada.

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Se abre el cuadro de diálogo Gráfico de entrada. 6. Las siguientes acciones se llevan a cabo en el gráfico de entrada de datos. Pulse el selector Referencia y, en el cuadro de diálogo Seleccionar referencia, expanda Uniones estándar > Prismático (Guide:1, Scottish Yoke:1) para visualizar la carpeta Velocidades y su contenido. Pulse V(1) si desea especificar la velocidad como variable para el eje X del gráfico.

7. Pulse Aceptar. En la región gráfica, el eje X del gráfico muestra la referencia que se acaba de especificar. Antes de ir al siguiente paso, se ofrece un par de consejos para recorrer la región de gráficos. l

l

Si dispone de rueda en el ratón, puede hacerla girar para ampliar o reducir.

Para encuadrar el gráfico, pulse la rueda o el botón central del ratón y arrastre mientras observa cómo se mueve el cursor por la región gráfica.

8. En la parte inferior del Gráfico de entrada, para la sección Punto de inicio, especifique: X1 = -10 mm/s y Y1 = 250 N. 9. En la sección Punto final, especifique: X2 = -0,1 mm/s y Y2 = 250 N. 10. Pulse dos veces en el área gráfica, a la derecha y debajo del segundo punto. Se añade un nuevo punto y se crea una sección en el gráfico. Nota También puede pulsar con el botón derecho más allá del segundo punto y seleccionar Añadir punto para iniciar una nueva sección. Para seleccionar la segunda sección, pulse la línea situada entre los puntos. 11. El punto inicial de la segunda sección (X1, Y1) es el punto final de la sección anterior y ya está definido. Defina el punto final de la segunda sección en: X2 = 0,0 mm/s y Y2 = -250 N. 12. Añada una tercera sección a la derecha de la segunda. Defina el punto final de la tercera sección en: X2 = 10,0 mm/s y Y2 = -250 N. 13. Pulse Aceptar para cerrar el Gráfico de entrada. 14. Expanda el cuadro de diálogo y active la opción Mostrar situada en la parte inferior. También puede

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especificar un color distinto para diferenciar visualmente la fuerza. 15. Pulse Aceptar para aceptar la entrada y cerrar el cuadro de diálogo Fuerza. 16. Ejecute la simulación. No salga del entorno de ejecución.

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Análisis y simulación de Autodesk Inventor

> Simulación dinámica 2 >

Uso del gráfico de salida El gráfico de salida permite examinar diversos resultados de la simulación. La siguiente lista muestra algunas de las acciones que se pueden llevar a cabo después de ejecutar una simulación: l

Visualizar los vectores de las fuerzas internas o externas.

l

Cambiar los marcos de referencia para ver los resultados en diversos sistemas de coordenadas.

l

Visualizar los resultados de la curva.

l

Guardar los resultados de la simulación para poder revisarlos y compararlos posteriormente

l

Visualizar los resultados en función del tiempo o de otros criterios

l

Visualizar trazos para ver la trayectoria de los puntos de los componentes

Visualización de trazos 1. Después de ejecutar la simulación y antes de salir del entorno de ejecución, pulse el comando Gráfico de salida de datos. La ventana Gráfico de salida de datos se divide en varias secciones: navegador, gráfico y pasos de tiempo. Hay comandos específicos del gráfico de salida en una barra de herramientas que se encuentra en la parte superior de la ventana. El tamaño de la ventana se puede ajustar. Defina el tamaño según sus necesidades. 2. Pulse Añadir trazo . El cuadro de diálogo se abre y el selector Origen está activo a la espera de una entrada. Seleccione el punto situado al final de la cuchilla de la sierra. 3. En el cuadro de diálogo, active la opción Valor de trazo de salida. Es la casilla de verificación situada junto a Trayectoria. 4. Especifique un punto de un diente de la sierra y pulse Aplicar. 5. De la misma forma, añada dos puntos de trazo adicionales a lo largo de la cuchilla y recuerde exportar el trazo para cada punto.

6. Cierre el cuadro de diálogo. Definición del trazo como referencia 1. En el navegador del gráfico de salida, expanda Trazos. 2. Expanda Trazo:1 y, a continuación, Posiciones. 3. Pulse con el botón derecho en P[X] y pulse Definir como referencia. 4. En el gráfico de salida, seleccione el comando Guardar y guarde la simulación.

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5. Escriba el nombre: RecipSaw_tutorial_1.iaa. Pulse Guardar. 6. En el navegador del gráfico, pulse con el botón derecho en P[X] y desactive Definir como referencia. 7. Cierre el gráfico de salida de datos. 8. Pulse Modo de construcción en el Simulador. Como puede ver, puede guardar los datos de la simulación, aplicar cambios y comparar los resultados de los cambios con los datos anteriores.

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> Simulación dinámica 2 >

Exportación a CEF A continuación, exportaremos las cargas de movimiento y ejecutaremos una simulación de tensión en un componente. Use el siguiente proceso para todos los componentes que desee analizar en el entorno de análisis de tensión. Selección del componente Use el siguiente proceso para cada componente que desee analizar en CEF. 1. Ejecute la simulación. 2. Abra el Gráfico de salida de datos. 3. En la barra de herramientas del Gráfico de salida de datos, seleccione Exportar a CEF. 4. En el navegador de la simulación, seleccione Follower.ipt y pulse Aceptar. Se abre el cuadro de diálogo que permite seleccionar entradas de rodamientos de carga. Selección de caras Hay tres entradas de uniones necesarias para satisfacer las exigencias de movimiento y exportar el componente Follower. 1. En la región gráfica, seleccione el eje largo del componente Follower. Satisface la entrada de la unión prismática.

2. En el cuadro de diálogo, pulse Revolución 5. 3. Seleccione el eje pequeño que se usa con el componente Follower Roller.

4. En el cuadro de diálogo, pulse la unión de muelle. 5. En la región gráfica, pulse la cara en la que el muelle entra en contacto con el seguidor y pulse Aceptar. Selección de los pasos de tiempo

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Especifique los pasos de tiempo que desee analizar. 1. Pulse el comando Deseleccionar todo de la barra de herramientas del Gráfico de salida de datos. 2. Expanda las carpetas Uniones estándar, Revolución:5, Fuerza. Pulse Fuerza. 3. Expanda las carpetas Uniones de fuerza, unión Muelle / Amortiguador / Conector, Fuerza. Pulse Fuerza. 4. En la región gráfica, pulse dos veces en un punto alto del gráfico Fuerza (Revolución) que desee analizar. En la sección de pasos de tiempo situada sobre el gráfico, inserte una marca de verificación junto al paso de tiempo correspondiente.

5. Usando el mismo método, seleccione un punto bajo de los valores Fuerza (Revolución). Inserte una marca de verificación junto a su paso de tiempo. 6. Cierre el gráfico de salida de datos.

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> Simulación dinámica 2 >

Publicación del resultado en Inventor Studio Puede publicar la simulación en Inventor Studio y generar una salida de vídeo de alta calidad que contenga iluminación, sombras, fondos, etc. 1. Vuelva a entrar en el entorno de simulación dinámica y ejecute la simulación. 2. Después de ejecutar la simulación, no salga del entorno de ejecución. En el panel Animar, pulse Publicar en Studio. 3. En el entorno de Studio, realice los ajustes siguientes para la simulación: l

Posición de la cámara, tipo, etc.

l

Estilo de iluminación y configuración asociada.

l

Estilo de escena y configuración asociada.

l

Asigne diferentes estilos de superficie, si lo desea.

Si no tiene experiencia en Inventor Studio, puede completar un aprendizaje de Studio para familiarizarse con las herramientas de animación que proporciona. A continuación, vuelva a esta sección del aprendizaje Simulación dinámica y envíe la simulación a Studio. 4. Pulse el comando Duración de la animación

para visualizar la duración.

5. Desplace el regulador de duración hasta el tiempo que desee asignar a la acción de la animación, como, por ejemplo, 2 segundos. 6. En el navegador, expanda la carpeta Favoritos de animación. Pulse con el botón derecho el parámetro Duración_simulación y pulse Animar parámetros

.

7. Defina el valor del final de la acción en 200 ul. 8. Pulse Aceptar. 9. En Studio, añada los estilos de iluminación y escena que considere necesarios. Cree los ángulos de cámara que usará y complete la preparación de su animación. Nota Si no ha usado Inventor Studio anteriormente para crear animaciones, puede completar los aprendizajes sobre renderización y animación, ya que cubren la información relativa al paso 9. 10. Pulse el comando Renderizar animación

.

11. En la ficha General, los estilos definidos son los activos. Si no lo son, selecciónelos en las distintas listas. 12. En la ficha Salida, pulse la casilla situada junto a Vista preliminar: sin renderización. Se genera una renderización de prueba que permite ver si la acción de la animación es la deseada. Pulse Aceptar para renderizar una vista preliminar. Nota Para revisar 13. Una vez que confirme que la animación se reproduce de la forma deseada, cancele la opción Vista preliminar y renderice la animación final de la simulación con estilos de escena e iluminación. Pulse Aceptar para renderizar una simulación con un aspecto realista. Nota Puede renderizar imágenes en distintas posiciones de tiempo para garantizar que los estilos de escena e iluminación tienen el aspecto deseado y, a continuación, renderizar la animación. 14. Guarde el ensamblaje.

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> Simulación dinámica 2 >

Resumen

En este aprendizaje, hemos mostrado un flujo de trabajo para añadir componentes a un ensamblaje en el entorno de simulación dinámica. Hemos añadido el ensamblaje de la cuchilla y hemos completado la definición de las condiciones de funcionamiento. A continuación, hemos modificado el lóbulo de la leva y, por último, hemos publicado la simulación con Inventor Studio. En este aprendizaje: l

Ha añadido el subensamblaje de la cuchilla de la sierra.

l

Ha añadido varias uniones.

l

Ha impuesto movimiento y fricción, y ha conservado grados de libertad en los subensamblajes.

l

Ha añadido trazos.

l

Ha publicado una animación de simulación usando Inventor Studio.

¿Cuál es el siguiente paso? Como paso siguiente, puede completar uno de los aprendizajes que se mencionan a continuación: l

Simulación dinámica 3, para la simulación de una leva y un lóbulo

l

Simulación dinámica 4, para exportar cargas de movimiento al análisis de tensión

l

Studio: renderizaciones, para obtener imágenes de alta calidad

l

Studio: animaciones, para crear animaciones de su producto

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Análisis y simulación de Autodesk Inventor

>

Simulación dinámica 3 Temas de esta sección l

Simulación de un ensamblaje de leva y válvula

l

Apertura del ensamblaje

l

Activación de Simulación dinámica

l

Creación automática de uniones

l

Definir gravedad

l

Inserción de un muelle

l

Definición de propiedades de muelle

l

Ejecute la simulación

l

Inserción de una unión de contacto

l

Edición de propiedades de unión

l

Adición de movimiento impuesto

l

Visualizar los resultados de simulación

l

Visualizar los resultados de simulación

l

Exportación de datos

l

Resumen

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Análisis y simulación de Autodesk Inventor

> Simulación dinámica 3 >

Simulación de un ensamblaje de leva y válvula

En este archivo de aprendizaje, simulará un mecanismo de leva, válvula y muelle. Determinará las fuerzas de contacto entre la leva y la válvula, las fuerzas en el muelle, y el par de torsión requerido para mover la leva. Además, visualizará los resultados de la simulación en el gráfico de salida de datos, y exportará los datos de la simulación a Microsoft Excel. Nivel de capacitación

Nivel 3, de interés específico

Duración

25 minutos

Archivos de aprendizaje usados

cam_valve.iam

Requisitos previos: l

Antes de empezar es recomendable completar el aprendizaje de simulación dinámica.

l

Comprenda los conceptos básicos del movimiento y la forma en que afecta al diseño.

l

l

Aprenda a definir el proyecto activo, a recorrer el espacio modelo con los distintos comandos de visualización y a llevar a cabo operaciones de modelado comunes, como la creación de bocetos y extrusiones. Vea el tema Para empezar de la Ayuda si desea obtener más información.

Aprenda a: l

Crear un muelle.

l

Crear una unión de contacto 2D.

l

Imponer un movimiento.

l

Simular un movimiento dinámico.

l

Visualizar los resultados de simulación.

l

Exportación los resultados de simulación a Excel.

Consejos de navegación: l

l

El botón Mostrar de la esquina superior izquierda muestra los contenidos de este aprendizaje con enlaces de navegación que llevan a las distintas páginas. El botón Avanzar situado en la esquina superior derecha avanza a la página siguiente.

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> Simulación dinámica 3 >

Apertura del ensamblaje Para empezar, defina tutorial_files como proyecto activo. Abra el archivo cam_valve.iam.

Utilice la opción Guardar como para guardar una copia de este archivo con el nombre cam_valve_tutorial.iam.

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> Simulación dinámica 3 >

Activación de Simulación dinámica Seleccione la ficha Entornos lugar de la ficha anterior.

panel Iniciar

Simulación dinámica. Aparece la ficha Simulación dinámica en

Si un mensaje le pregunta si desea ejecutar el archivo de aprendizaje de Simulación dinámica, pulse No. En las páginas siguientes, especificará las uniones y las fuerzas necesarias para crear una simulación.

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> Simulación dinámica 3 >

Creación automática de uniones Por defecto, la simulación dinámica convierte automáticamente las restricciones del ensamblaje en uniones para ensamblaje creadas en Inventor 2008 o en versiones posteriores. El navegador de simulación dinámica muestra dos uniones: una unión de revolución entre la leva y el soporte, y una unión prismática entre la válvula y el soporte. Para completar el mecanismo, añada manualmente una unión de muelle y una unión de contacto 2D. Consejo Las uniones creadas automáticamente se mantienen en la carpeta Uniones estándar. Las uniones

añadidas de otras formas residen en diferentes carpetas que dependen del tipo de unión. Consejo Para suprimir uniones creadas automáticamente, pulse la ficha Simulación dinámica

panel Administrar Configuración de simulación dinámica y, a continuación, quite la marca de verificación de Convertir automáticamente restricciones en uniones estándar. Pulse Aceptar.

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> Simulación dinámica 3 >

Definir gravedad En el navegador, bajo Cargas externas, pulse con el botón derecho del ratón Gravedad y, a continuación, seleccione Definir gravedad. Para definir un vector de gravedad, seleccione una de las aristas verticales del soporte. Pulse la imagen para reproducir la animación.

Si la flecha está orientada hacia arriba, pulse Invertir normal

para cambiar la orientación de la flecha.

Pulse Aceptar. Pulse Ejecutar mecanismo.

en el Simulador. La válvula responde a la fuerza de gravedad y se separa del

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En el Simulador, pulse Modo de construcción.

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> Simulación dinámica 3 >

Inserción de un muelle Antes de insertar el muelle, es necesario realizar un ajuste en el mecanismo. Primero, debe volver al Modo de construcción. En el Simulador, pulse Modo de construcción

.

Pulse con el botón derecho del ratón la unión prismática en el navegador y, a continuación, seleccione Propiedades. Seleccione la ficha dof 1 (T). En el campo Posición, introduzca 8 mm. Pulse la tecla Tab para actualizar el ensamblaje. La válvula se desplaza de forma que los dos orígenes de marco de referencia queden separados por 8 mm. Pulse Aceptar. Pulse la ficha Simulación dinámica

panel Unión

Insertar unión.

Seleccione Muelle/Amortiguador/Conector en el menú desplegable (la unión se encuentra en la parte inferior del menú). Esta unión requiere dos selecciones. Seleccione la arista circular en el soporte.

Seleccione la arista circular en la válvula.

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Pulse Aceptar.

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> Simulación dinámica 3 >

Definición de propiedades de muelle Expanda las uniones de fuerza del navegador. Pulse el muelle con el botón derecho en el navegador y quite la marca de verificación de Desactivar para activar el muelle. Pulse con el botón derecho del ratón el muelle y seleccione Propiedades. Escriba 1 N/mm en el campo Rigidez. Escriba 50 mm en el campo Longitud libre. Esto colocará una pequeña precarga en el muelle. Consejo Pulse dos veces el valor existente en los campos de entrada para seleccionar el muelle completo.

Pulse el botón Más

para expandir el cuadro de diálogo.

Escriba 12 mm en el campo Radio. Nota Los valores de los campos Cotas y Propiedades sólo afectan al aspecto del muelle, no a sus

propiedades físicas. Pulse Aceptar.

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> Simulación dinámica 3 >

Ejecute la simulación Pulse Ejecutar en el Simulador para mostrar el efecto del muelle.

La válvula oscila ligeramente debido a la gravedad y a la precarga del muelle. Vuelva al Modo de construcción.

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> Simulación dinámica 3 >

Inserción de una unión de contacto A continuación, se añade una unión entre la leva y la válvula. Pulse Insertar unión. Seleccione Contacto 2D en el menú desplegable. Seleccione el contorno de boceto en el lóbulo de la leva, tal como se muestra.

Seleccione el contorno de boceto en la parte superior de la boquilla de la válvula, tal como se muestra. Nota Asegúrese de seleccionar el boceto y no la geometría que lo rodea. Para seleccionar el boceto, puede

que sea necesario ampliar la vista o usar la herramienta Seleccionar otro.

Pulse Aceptar. La unión de contacto se crea y se añade al grupo Uniones de contacto que se acaba de añadir en el

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navegador.

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> Simulación dinámica 3 >

Edición de propiedades de unión Pulse el comando Ver cara

y seleccione la cara frontal de la leva.

En el navegador, expanda Uniones de contacto. Pulse con el botón derecho en Contacto 2D y seleccione Propiedades. El el eje Z de la leva apunte en dirección contraria a la leva. Si el eje Z apunta hacia dentro, sería necesario abrir el cuadro de diálogo de las propiedades de la unión de contacto 2D e invertir la dirección normal del eje Z para la leva. Lo mismo sucede con la válvula. Si el eje Z apunta hacia dentro, sería necesario invertir el eje Z.

El hecho de que el eje Z apunte en dirección contraria a la leva indica que ésta es la superficie exterior de la pieza en lugar de la superficie interior de un agujero o un corte. En este caso, el eje Z siempre debe apuntar en dirección contraria al material de pieza y no viceversa. Expanda el cuadro de diálogo y seleccione Normal. Defina la escala en 0,003. Seleccione Tangencial. Defina la escala en 0,01. Pulse Aceptar.

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> Simulación dinámica 3 >

Adición de movimiento impuesto A continuación, se añadirá un movimiento impuesto para especificar la rotación requerida de la leva. En el navegador, expanda Uniones estándar. Pulse con el botón derecho en la unión de revolución y seleccione Propiedades. Pulse la ficha dof 1 (R).

Pulse Editar movimiento impuesto. Seleccione Activar movimiento impuesto. En el campo Motriz, asegúrese de que se ha seleccionado Velocidad. Pulse la flecha situada junto al cuadro de introducción de velocidad y seleccione Valor constante. Cambie el valor por 360 gr/s. Pulse Aceptar.

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> Simulación dinámica 3 >

Visualizar los resultados de simulación Pulse Ejecutar en el Panel de simulación.

Deje que se ejecute la simulación y, a continuación, pulse la ficha Simulación dinámica Gráfico de salida de datos

panel Resultados

para activar el cuadro de diálogo Gráfico de salida de datos.

En el navegador Gráfico de salida de datos, expanda cam_valve_tutorial > Uniones de contacto > Contacto 2D > Punto1 > Fuerza y seleccione Fuerza[1][Z]. En el navegador Gráfico de salida de datos, expanda cam_valve_tutorial > Uniones de fuerza > Muelle/Amortiguador/Conector > Fuerza y seleccione Fuerza[Y].

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> Simulación dinámica 3 >

Visualizar los resultados de simulación Visualice los resultados en el gráfico.

Ajuste el Gráfico de salida de datos y el modelo hasta que pueda visualizar ambos simultáneamente. Pulse dos veces en cualquier lugar del gráfico. Aparece una línea vertical negra. Mientras el Gráfico de salida de datos mantenga el enfoque,pulse las teclas de flecha derecha e izquierda del teclado para desplazarse por la simulación paso a paso. Observe los resultados gráficos y el modelo.

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> Simulación dinámica 3 >

Exportación de datos En la barra de herramientas Gráfico de salida de datos, seleccione Exportar datos a Excel. Pulse Aceptar para aceptar la salida de tabla por defecto. En Guardar el filtro del valor, pulse Aceptar para confirmar el valor por defecto. Visualice la tabla y los datos en Microsoft Excel. Cierre Microsoft Excel. No guarde el archivo. En la barra de herramientas Gráfico de salida de datos, pulse Deseleccionar todo. En el navegador Gráfico de salida de datos, expanda cam_valve_tutorial > Uniones estándar > Revolución:1 (support:1, cam:1) > Fuerza directriz y, a continuación, seleccione U_imposed[1]. En el Simulador, pulse Ejecutar y observe el gráfico y el ensamblaje para ver la correlación entre el gráfico y el movimiento en el ensamblaje. Cierre el gráfico de salida de datos. Puede cerrar el ensamblaje sin guardar los cambios.

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> Simulación dinámica 3 >

Resumen

Este archivo de aprendizaje ha ofrecido una visión general de cómo vincular una leva y una válvula, de cómo crear un dispositivo de muelle y de cómo utilizar Gráfico de salida de datos para visualizar los resultados de simulación. En este archivo de aprendizaje se han aprendido las siguientes habilidades: l

Crear un muelle.

l

Crear una unión de contacto 2D.

l

Imponer un movimiento.

l

Simular un movimiento dinámico.

l

Visualizar los resultados de simulación.

l

Exportación los resultados de simulación a Excel.

Procure aplicar lo que ha aprendido en sus próximos modelos.

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>

Simulación dinámica 4 Temas de esta sección l

Generación y exportación de cargas de movimiento

l

Apertura de un archivo de muestra

l

Creación de una simulación

l

Creación de una restricción fija

l

Creación de una carga de rodamientos

l

Ejecución de una solución

l

Modificación del material de la pieza

l

Edición de la carga de rodamientos

l

Adición de una fuerza

l

Edición de la restricción fija

l

Animación de la solución

l

Uso del análisis modal previo a la tensión

l

Opciones de visualización

l

Análisis de tensión y Simulación dinámica

l

Apertura de un archivo de muestra

l

Ejecute una simulación

l

Abra el gráfico de salida de datos

l

Generación de pasos de tiempo

l

Exportar a Análisis de tensión

l

Uso de cargas de movimiento en el análisis de tensión

l

Generación de un informe

l

Resumen

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> Simulación dinámica 4 >

Generación y exportación de cargas de movimiento

Lleve a cabo un flujo de trabajo de análisis de tensión básico en los componentes que se han simulado en la simulación dinámica. Copie la primera simulación, cámbiela a un tipo de análisis modal y visualice los modos. Utilice la simulación dinámica para generar cargas que posteriormente exportaremos y usaremos en el análisis de tensión. Nivel de capacitación

Nivel 3, de interés específico

Duración

40 minutos

Archivo de aprendizaje empleado

Windshield Wiper.iam Crank_left.ipt (del ensamblaje Windshield Wiper)

Requisitos previos: l l

l

Debe haber completado el aprendizaje Simulación dinámica 1. Aprenda a definir el proyecto activo, a recorrer el espacio modelo con las distintas herramientas de visualización y a llevar a cabo operaciones de modelado comunes como la creación de bocetos y extrusiones. Vea el tema Para empezar de la Ayuda si desea obtener más información.

Este aprendizaje incluye una introducción a la exportación de cargas de movimiento para su uso en el análisis de tensión. Consta de tres secciones. Cada sección utiliza archivos de ejemplo suministrados. Aprenda a: l

Cambiar materiales y actualizar la simulación.

l

Cambiar del análisis de tensión estática al análisis de tensión modal.

l

Usar el comando Animar resultados para ver cómo se produce la deformación a lo largo del tiempo.

l

Exportar cargas de movimiento para su uso en el análisis de tensión.

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Consejos de navegación: l

l

El botón Mostrar de la esquina superior izquierda muestra los contenidos de este aprendizaje con enlaces de navegación que llevan a las distintas páginas. El botón Avanzar de la esquina superior derecha avanza a la siguiente página.

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> Simulación dinámica 4 >

Apertura de un archivo de muestra Para empezar, defina tutorial_files como proyecto activo. Abra Crank_left.ipt, situado en Simulation

Windshield Wiper

Components.

Para cambiar al entorno de análisis de tensión, seleccione la ficha Entornos panel Empezar Análisis de tensión en la barra de la cinta de opciones. Las herramientas de análisis de tensión ocupan la cinta de opciones.

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> Simulación dinámica 4 >

Creación de una simulación Para empezar, cree una simulación. 1. Pulse Crear nueva simulación

.

2. En el cuadro de diálogo Crear nueva simulación, especifique un nombre: Crank Modal Analysis. 3. En Tipo de simulación, elija Análisis estático. Acepte los parámetros por defecto. 4. Pulse Aceptar.

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> Simulación dinámica 4 >

Creación de una restricción fija La finalidad de este primer ejercicio es entender la respuesta de la pieza al aplicar una carga de rodamientos en el agujero circular. En ensamblajes más grandes, la ranura del otro extremo de la pieza se une a un eje, creando así una conexión rígida.

Para simular esta conexión, vamos a crear una restricción fija en la ranura. Pulse Restricción fija. Para establecer la ubicación, seleccione las dos caras planas de la ranura.

Pulse Aceptar. La restricción fija se añade a la pieza y se representa en el navegador debajo del nodo Restricciones.

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> Simulación dinámica 4 >

Creación de una carga de rodamientos En el panel Cargas, pulse Carga de rodamientos. Seleccione el agujero para la cara. Aparecerá un glifo en la ventana gráfica para indicar la dirección de la carga.

Para facilitar la visualización del glifo de carga, expanda el cuadro de diálogo del glifo en 2,0.

(más) y defina la Escala

Vamos a asumir que la dirección de la carta es perpendicular a la cota larga de la pieza. En el cuadro de diálogo Carga de rodamientos, pulse el selector de referencia de dirección.

Designe la arista.

Asumiremos que la fuerza se ejerce en la dirección opuesta. Pulse el comando Cambiar para cambiar la dirección de la carga.

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Vamos a asumir que la carga es de 6 newtons. Escriba 6 N en el campo Magnitud. Pulse Aceptar.

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> Simulación dinámica 4 >

Ejecución de una solución La situación de la carga ahora contiene suficientes parámetros para crear una solución. Utilice el comando Simular

para generar un conjunto de resultados.

Se muestra por defecto el resultado de Tensión de Von Mises. Para activar un resultado distinto, pulse dos veces un tipo de resultado en el nodo Resultados del navegador. Regrese a la tensión de Von Mises.

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> Simulación dinámica 4 >

Modificación del material de la pieza Pulse el comando Asignar materiales. Observe que el tipo de material de esta pieza es actualmente Acero inoxidable, 440c. Pulse la celda Material de anulación y seleccione Acero, suave. Pulse Aceptar. En el nodo Resultados aparece un icono de actualización, , que indica que el modelo se ha editado y el resultado se debe actualizar. Pulse el nodo Resultados con el botón derecho del ratón y active el comando Simular. A continuación, pulse Ejecutar para actualizar los resultados.

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> Simulación dinámica 4 >

Edición de la carga de rodamientos A continuación vamos a editar el valor de la carga de rodamientos. En el navegador, pulse dos veces Carga de rodamientos:1. Cambie la magnitud por 12 N. Pulse Aceptar. Para actualizar los resultados, pulse el comando Simular y, a continuación, pulse Ejecutar.

Aunque la pieza no ha cambiado mucho visualmente, observe cómo al cambiar el tipo de material se han actualizado los valores de MPa situados en la barra de color.

Al crear la carga de rodamientos, utilizamos geometría de la pieza para definir la dirección de la carga. Otra posibilidad sería definir la dirección de la carga en relación con los ejes del origen de la pieza. En el navegador, expanda el nodo Cargas y pulse dos veces en Carga de rodamientos:1. Pulse el comando Más para expandir el cuadro de diálogo. Seleccione la opción Usar componentes de vector. Vamos a asumir que la carga se distribuye en los ejes X e Y. Escriba 4 N en el campo Fx. Escriba 8 N en el campo Fy.

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Pulse Aceptar. Actualice los resultados. Recuerde que debe utilizar el comando Simular.

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> Simulación dinámica 4 >

Adición de una fuerza Ahora vamos a sustituir la carga con rodamientos por una fuerza y editar la restricción fija. Seleccione Carga de rodamientos:1 y, a continuación, pulse el botón derecho del ratón y elija Suprimir. Pulse el comando Fuerza. Para ubicar la fuerza, designe la cara de la pieza de modo similar al mostrado en la siguiente imagen.

Expanda el cuadro de diálogo y seleccione la opción Usar componentes de vector. Escriba 2 N en el campo Fx. Escriba 1 N en el campo Fy. Escriba -8 N (8 negativo) en el campo Fz.

Con estos valores, la mayor parte de la fuerza se ejerce en el eje Z, con cargas de corte menores en los ejes X e Y. Pulse Aceptar.

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> Simulación dinámica 4 >

Edición de la restricción fija En el navegador, pulse dos veces Restricción fija:1. Seleccione las dos caras circulares de la ranura para añadirlas al conjunto de selección.

Pulse Aceptar. Actualice el resultado con el comando Simular.

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> Simulación dinámica 4 >

Animación de la solución Es posible animar los resultados de la solución para ver cómo avanza la deformación de la pieza. Pulse Animar

en el panel Resultados.

Seleccione Más lento en el menú Velocidad. Pulse el botón Reproducir.

Puede grabar la animación en un archivo AVI. Pulse el botón Grabar.

Asigne un nombre de archivo y pulse Aceptar. En el siguiente cuadro de diálogo, seleccione el códec que desee y pulse Aceptar. Se grabará un ciclo de la deformación. Pulse Aceptar para cerrar el cuadro de diálogo.

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> Simulación dinámica 4 >

Uso del análisis modal previo a la tensión Hasta ahora, hemos utilizado el análisis de tensión estática únicamente para analizar la pieza. Pero también es posible someter la pieza a tensiones modales. En el navegador, pulse con el botón derecho del ratón el nodo Crank Modal Analysis y seleccione Editar propiedades de simulación. En la ficha Tipo de simulación, seleccione la opción Análisis modal. Pulse Aceptar. Pulse Simular y Ejecutar para actualizar la simulación y calcular los modos. El contenido de la carpeta Resultados se actualiza para mostrar los resultados modales. Expanda el nodo Resultados y pulse dos veces el modo de frecuencia F3.

Seleccione el comando Animar resultados y pulse el botón Reproducir. Pulse Aceptar cuando haya terminado de ver la animación.

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> Simulación dinámica 4 >

Opciones de visualización Antes de pasar a la siguiente sección del aprendizaje, echemos un vistazo rápido a algunas de las opciones de visualización del análisis de tensión. En el panel Mostrar, pulse la lista desplegable Sombreado suave para ver las opciones de visualización: sombreado suave, sombreado de contorno y sin sombreado.

Utilice el comando Vista de malla para visualizar la malla sobre la forma del modo. Nota Puede ajustar esta malla. Pulse la herramienta Configuración de análisis de tensión y utilice los

controles del campo Control de malla.

Utilice el comando Mostrar condiciones del contorno para visualizar los glifos de los vectores de carga.

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Los comandos Mostrar valor mínimo y Mostrar valor máximo permiten visualizar las ubicaciones mínima y máxima del tipo de resultado seleccionado.

El menú desplegable Ajustar escala de desplazamiento permite controlar el grado de exageración empleado en la visualización de la deformación. Esta acción controla únicamente la visualización y no afecta a los resultados reales de la deformación. Por defecto, el software muestra deformaciones con cierto grado de exageración. En la imagen siguiente se muestra la pieza con la deformación Escala 1:1 seleccionada.

Cierre Crank_left.ipt sin guardar los cambios.

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Análisis de tensión y Simulación dinámica En la sección anterior hemos aplicado cargas y direcciones de cargas asumidas previamente. Es posible utilizar Simulación dinámica para generar una serie de pasos de tiempo de carga basados automáticamente en dinámicas de mecanismos reales. Después, se importan estas cargas en Análisis de tensión.

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> Simulación dinámica 4 >

Apertura de un archivo de muestra Abra Windshield Wiper.iam, situado en tutorial files

Simulation

Windshield Wiper.

Pulse la ficha Entornos y, a continuación, seleccione Simulación dinámica. Si aparece un mensaje preguntándole si quiere ver el aprendizaje de Simulación dinámica, pulse No. Si aparece un mensaje que indica que el mecanismo está sobrerrestringido (esta redundancia no es importante, ya que no afecta a la finalidad de este aprendizaje). Pulse Aceptar.

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> Simulación dinámica 4 >

Ejecute una simulación Para generar cargas de movimiento, ejecute una simulación y exporte las cargas a Análisis de tensión. Pulse el botón Ejecutar del Simulador para ejecutar la simulación. Deje que termine.

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Abra el gráfico de salida de datos Cuando haya terminado la simulación, pulse la herramienta Gráfico de salida de datos situada en el panel Resultados. Puede utilizar el gráfico de salida de datos para seleccionar y exportar cargas de movimiento.

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Generación de pasos de tiempo En el navegador del gráfico de salida de datos, anidado bajo Exportar a CEF, pulse Pasos de tiempo con el botón derecho y, a continuación, seleccione Generar serie. En el cuadro de diálogo Generar pasos de tiempo, escriba 16 en el campo Número de pasos. Es importante comprobar que la opción Entre pasos de tiempo esté seleccionada. Por defecto, tomaremos 0 segundos como hora inicial. Escriba 4 s (duración de esta simulación) en el campo Hora final. Estos valores generan cuatro intervalos de carga por segundo durante cuatro segundos. Pulse Aceptar. La serie de pasos de tiempo se añade al navegador del gráfico de salida de datos.

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Exportar a Análisis de tensión En la barra de herramientas situada en la parte superior del gráfico de salida, seleccione el comando Exportar a CEF. El sistema le pedirá que seleccione una pieza para analizarla. Seleccione la pieza Crank Sway. (Puede orbitar el ensamblaje o utilizar la herramienta Seleccionar otro para acceder a la pieza.)

Nota Sólo es posible seleccionar piezas de nivel superior. No se pueden seleccionar piezas en

subensamblajes. Puede seleccionar más de una pieza para exportar. En el cuadro de diálogo Exportar a CEF, pulse Aceptar. A continuación, especifique las caras de soporte de carga. En esta pieza, los agujeros de cada extremo del brazo contienen las caras de soporte de carga. En la unión Punto-Línea, designe la cara, tal como se indica.

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En el cuadro de diálogo, seleccione la unión Revolución, situada en el campo Uniones para completar. Designe la otra cara, tal como se muestra.

Nota Otra posibilidad es utilizar la opción Selección automática de caras para permitir que el software

seleccione las caras de soporte de carga automáticamente. Pulse Aceptar. Las cargas se exportan y están listas para su recuperación en Análisis de tensión. Cierre el gráfico de salida de datos.

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Uso de cargas de movimiento en el análisis de tensión En el panel Salir, pulse Terminar simulación dinámica. Pulse la ficha Entornos El entorno de análisis de tensión se activa. Pulse el comando Crear nueva simulación

Análisis de tensión.

.

En la ficha Tipo de simulación del cuadro de diálogo Crear nueva simulación, active la casilla de verificación situada junto a Análisis de cargas de movimiento. Especifique el componente en el cuadro de lista Pieza y seleccione Crank Sway. La lista contiene todos los componentes que se han exportado a CEF. A continuación, especifique el paso de tiempo que desea analizar. La lista de pasos de tiempo contiene los 16 pasos de tiempo del entorno de simulación dinámica. El usuario elige el paso de tiempo que desea analizar.

Pulse Aceptar. Las cargas del paso de tiempo especificado se añaden al navegador y se anidan bajo el nodo Cargas. Pulse el comando Simular para ejecutar la solución.

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Cuando la simulación termine, evalúe los resultados de ese intervalo de movimiento.

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Generación de un informe Por último, vamos a generar un informe de los resultados del análisis. El informe pertenece al paso de tiempo seleccionado en el momento de su generación. En el panel Informe, pulse Informe. En el cuadro de diálogo Informe, especifique la información que desea incluir en el informe. Si quiere un informe completo, pulse Aceptar y se generará. Si desea que el informe sólo incluya determinados datos, pulse Personalizado y especifique el contenido del informe. El informe se abre en el navegador de Internet. El informe y los archivos asociados se guardan en la ubicación indicada en el cuadro de diálogo Informe. La ubicación es por defecto la misma de la pieza o el ensamblaje que está analizando.

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Resumen

En este aprendizaje se han aprendido las siguientes habilidades: l

Aplicación y edición de cargas.

l

Utilización de algunas opciones de visualización de Análisis de tensión.

l

Generación de cargas de movimiento para una pieza seleccionada.

l

Acceso a dichas cargas y utilización en Análisis de tensión.

l

Generación de informes de resultados del análisis.

Recuerde consultar la Ayuda para obtener más información.

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