José Antonio Vásquez Angulo - Análisis y diseño de piezas con Catia V5

8.8.2Local Sensor

8.8.3Load Sensor (sensor de cargas)

8.8.4Reaction Sensor (Sensor de reacción)

Capítulo 9 - Cómputo de elementos de máquina ensamblados (GAS) 155

9.1Condiciones en un ensamble

9.1.1Herramienta General Analysis Connection(Conexión general sin contacto de superficie)

9.1.2Herramienta Point Analysis Connection

9.1.3Herramienta Point Analysis Connection within one part

9.1.4Herramienta Line Analysis Connection

9.1.5Herramienta Line Analysis Connection within one part

9.1.6Herramienta Surface Analysis Connection

9.1.7Herramientas Points to Points Analysis Connection

9.1.8Herramienta Point Analysis Interface

9.2Conexión entre dos piezas

9.2.1Slider Connection Property (Características de fijación entre piezas)

9.2.2Contact Connection Property

9.2.3Fastened Connection Property

9.2.4Fastened spring connection Property

9.2.5Herramienta Pressure Fitting Connection Property

9.2.6Herramienta Bolt Tightening Connection Property

9.2.7Herramienta Riding Connection Property

9.2.8Herramienta Smooth Connection Property

9.2.9Herramienta Virtual Bolt Tightening Connection Property

9.2.10Herramienta Virtual Spring Bolt Tightening Connection Property

9.2.11Herramienta User-defined Distant Connection Property

9.3Uniones soldadas

9.3.1Herramienta Sport Welding Connection Property

9.3.2Herramienta Seam Welding Connection Property

9.3.3Herramienta Surface Welding Connection Property

9.3.4Herramienta Nodes to Nodes Connection Property

9.3.5Herramienta Node Interface Property

Capítulo 10 - Tipos de elementos

10.1Elementos de una dimensión (1D)

10.2Elementos de dos dimensiones (2D)

10.3Elementos finitos

10.3.1Herramienta Octree Tetrahedron Mesher

10.3.2Herramienta Beam Mesher

10.3.3Herramienta Octree Triangle Mesher

10.4Definiendo los elementos en 1D, 2D y 3D

10.4.1Herramienta 3D Property

10.4.2Herramienta 2D Property

10.4.3Herramienta 1D Property

10.4.3.1User-defined-beam

10.4.3.2Beam from surface

10.4.3.3Bar

10.4.3.4Variable beam

10.5Superficies con elementos cuadrados (QUADELEMET QD4 y QD8)

10.5.1Show Statistics Curves

10.5.2Show Quality Report

10.5.3Analize an Element

10.5.4Worst Elements Browser

10.6Elementos de tres dimensiones (3D)

Capítulo 11 - Ejercicios

11.1Diseño de una biela de bicicleta

11.1.1Análisis de resultados

11.2Sistema de transmisión

11.2.1Análisis del engranaje recto (piñón)

11.2.1.1Análisis de resultados

11.2.2Análisis del engranaje cónico recto

11.2.2.1Análisis de resultados

11.2.3Análisis del eje escalonado

11.2.3.1Análisis de resultados

11.2.4Análisis del sistema completo (GAS)

11.2.4.1Análisis de resultados

11.3Sistema de abrazadora para sostén de tuberías

Bibliografía

Introducción

El método de elementos finitos MEF o FEM, como se le conoce en inglés, se ha convertido en el método estándar más usado actualmente para la simulación numérica. Este procedimiento no se emplea sólo en las grandes empresas, como en la industria automovilística y la aeronáutica, sino que, cada vez más, también se utiliza este programa en las pequeñas y medianas empresas. Este método numérico es utilizado para resolver mediante ecuaciones matriciales las diversas ecuaciones diferenciales que se plantean en las distintas estructuras.

Uno de los principales problemas en la aplicación del MEF es la considerable complejidad de los programas de cálculo. Estas aplicaciones son muy extensas e incluyen sofisticados y complejos cálculos que solo con una computadora central podrían llevarse a cabo. El programa CATIA V5 hace posible que hoy en día se puedan realizar estos cómputos con un ordenador equipado con la tecnología capaz de soportar el software, sin necesidad de invertir en otro tipo de equipos para poder ejecutarlo. La versión 16 de CATIA V5 posee la tecnología que hace posible el cómputo con este método numérico y que, a su vez, sea posible instalarse y ejecutarse en un ordenador con la tecnología estándar del mercado de la industria del PC. Esto se reduce, prácticamente, al ordenador más barato que tenemos hoy en día.

CATIA V5 es uno de los mejores programas de diseño grafico en 3D y uno de los principales en el análisis en CAX-System. Este programa proporciona al diseñador de máquinas un ambiente de trabajo y una serie de tareas prácticas de cálculo, de manera rápida y eficiente de solucionar, que le permite incursionar en las diversas plataformas de diseño.

El objetivo de este libro es proporcionar a todos los diseñadores que trabajan con CATIA V5 la posibilidad de analizar, simular y calcular piezas de maquinaria en general GPS( Generative Part Structural Analysis) y grupos de piezas (montajes) GAS( Generative Assembly Structural Analysis ), por el método de elementos finitos MEF.

El libro lleva al lector a la aplicación del método de elementos finitos con CATIA V5, sin conocimientos previos en el ámbito del mismo. Sin embargo, son indispensables los conocimientos básicos del diseño de máquinas para comprender los criterios empleados y suministrados por el programa y, de esta manera, sacar el mejor provecho y una correcta aplicación de las herramientas empleadas en el ambiente de trabajo del programa, que aclararemos en el transcurso del libro. Dichos conocimientos son impartidos en las universidades y escuelas técnicas en las asignaturas: Estática, Dinámica, Mecánica de fluidos, Mecánica de sólidos, Transmisión de calor, Electromagnetismo y otros.

Además de aclarar el empleo de las diferentes herramientas del entorno de CATIA V5, también realizaremos en el libro diversos ejemplos de diferentes grados de complejidad. Con los que podremos trabajar también, directamente en nuestro ordenador, bajando los archivos de Internet.

Website del libro

Los archivos .CATParts y .CATProducts podemos encontrarlos y bajarlos de la página de Internet: www.marcombo.com

Este capítulo hace una breve descripción del entorno del programa CATIA V5 R16, ya que el programa carece de una versión en español. Se pretende con ello, definir algunos términos que se emplearán en el transcurso del libro.

Para iniciar CATIA se hace doble clic en CATIA V5R16y, al cabo de unos segundos, se inicia el programa. El programa se sitúa por defecto en el módulo Product.

El programa consta de distintos módulos que podemos elegir haciendo clic en el menú Start . Este nos muestra un listado de todos los módulos disponibles, dependiendo de la licencia de CATIA que tengamos instalada. Para poder elegir el módulo en que queremos comenzar a trabajar, hacemos clic sobre el símbolo deseado. En la opción Start/Mechanical Design, encontramos los módulos empleados para modelar en 3D.

Para el análisis por el método de elementos finitos, seleccionamos la opción Start/ Analysis & Simulation. Aquí encontramos los módulos; Tolerance Analysis of Deformable Assembly, Advanced Meshing Tools y Generative Structural Analysis. Estos son los módulos con los que trabajaremos y que serán utilizados a lo largo del libro.