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

Tras la ubicación de nuestro Catálogos de Materiales en la Biblioteca de materiales , procedemos a hacer clic en el botón OK , para que los nuevos cambios sean aplicados al programa.

Creada nuestra Biblioteca de materiales personal, procederemos a incluirle nuevos grupos de materiales. Para ello tenemos varias rutas, de las cuales podemos tomar la que mejor o más fácil nos parezca. La primera ruta es hacer doble clic sobre el Catalog.CATMaterial de la carpeta que tenemos asignada con el nombre de “ Biblioteca de materiales Ocón”, sin que sea necesario que CATIA V5 esté en marcha. Surge la siguiente ventana:

Una vez abierta la ventana, aparece al lado derecho una Barra de herramientas , que nos ayudará a crear los nuevos grupos de material y dichos materiales que formarán parte de estos grupos.

Material Library: Esta barra de Herramientas contiene las herramientas en su orden de aparición de izq. a der.: Select, New Family, Rename Family, Remove Family, New Material, Rename Material, Remove Material, Edit Properties,

Para crear un nuevo grupo de materiales, se hace clic en New Family . Aparece automáticamente una nueva pestaña llamada New Family .

Podemos cambiar el nombre de este nuevo grupo, con la ayuda de Rename Family . De esto sale una nueva ventana llamada New Name .

A la ventana New Name, le escribimos sobre la casilla New Family el nombre de “Aceros Inoxidables” (o, si se quiere, Stainless Steel ). Ahora, con nuestro nuevo grupo “Acero Inoxidable” ya creado, le introduciremos los nuevos materiales que formarán parte de él. Para ello, hacemos uso de la herramienta New Material .

Una vez creado nuestro nuevo material, procedemos a seleccionarlo y a darle un nombre con la herramienta Rename Material . Aparece al cabo de unos segundos la ventana New Name . En esta, seguimos el mismo procedimiento anteriormente descrito. Escri bimos sobre la casilla New Material el nombre que tomaremos de ejemplo: “Acero Inoxidable F3505” ( Stainless Steel AISI 304 ).

Ahora procederemos a definir nuestro nuevo material, introduciéndole sus propiedades físicas y mecánicas, en el grupo Aceros de la Biblioteca de materiales . Para ello, seleccionamos el Acero Inoxidable F3505 (UNE 36-016), X5CrNi 18-10 (Stainless Steel AISI 304) y luego, con la ayuda de la herramienta Edit Properties , o haciendo clic con el botón derecho del ratón y eligiendo Properties , o tecleando Alt + Intro, nos aparece la ventana Properties , con las pestañas: Rendering, Feature Properties, Análisis, Drawing, y Composites .

En la ventana Properties , introduciremos toda la información que CATIA V5 necesita a la hora de hacer los cálculos. Es muy importante conocer qué tipo de información se incluye en cada pestaña. Entraremos a definirlas una a una, teniendo en cuenta la importancia que cada una de ellas tenga a la hora de hacer los cálculos por el MEF con CATIA V5.

Esta pestaña ofrece la posibilidad de introducir en la casilla Feature Name , el nombre del nuevo material. En nuestro caso, aparece el nombre del Acero Inoxidable F3505.

Esta pestaña es de gran importancia, ya que la información que introducimos en ella será de total relevancia en los datos que obtendremos en el cálculo, por el MEF con CATIA V5.

La pestaña incluye las propiedades mecánicas propiamente dichas del material que enunciaremos a continuación:

En la casilla Material, podemos seleccionar el tipo de material al que este pertenezca, ya sea Isótropico, Ortotrópico 2D o 3D, Fibroso o Anisótropo.

La isotropía: es la característica de poseer propiedades iguales en cualquier dirección. Cuando la propiedad elasticidad se manifiesta en igual medida, cualquiera sea la dirección en la que se ha producido la deformación o la dirección en la que se deforma, el material se denomina isótropo.

Para nuestro ejemplo, seleccionamos Isotropic Material .

En el cuadro Structural Properties encontramos las casillas:

Módulo de elasticidad E (Young 9 Modulus ): Este módulo de elasticidad es muy importante a la hora de hacer los cálculos con el método ELFINI con CATIA V5.

Las unidades del E que el programa toma por defecto son N/m 2(Pa). En la mayoría de las tablas con características de aceros, el E contiene la información en MPa, por eso es importante introducir el número en esta casilla en Pa y no en Mpa.

Según las necesidades de trabajar con otras unidades, CATIA V5R16 ofrece también la opción de poder cambiar las unidades, a las unidades con que usualmente trabajemos (véase la pág. 35).

El módulo de elasticidad o módulo de Young: es un parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una fuerza. El valor de E es una característica de cada material.

Las unidades del módulo de Young son las mismas que las del esfuerzo, es decir, Newton por milímetro cuadrado (N/m 2 ), más conocido como pascal (Pa) o en libras por pulgada cuadrada (Lib/in 2 ). Esto es consecuencia de que la deformación longitudinal es una cantidad sin unidades (adimensional).

Factor de Poisson v (Poisson 10 Ratio ): Insertamos este factor en la celda Poisson Ratio. Este valor carece de unidades.

Factor de Poisson: esta constante se expresa como la deformación unitaria lateral sobre la deformación unitaria axial de un cuerpo que se encuentra sometido a tensión. Poisson demostró que estas dos deformaciones son proporcionales entre sí, dentro de los límites de la ley de Hooke 11.

Densidadρ (Density):Este valor es muy importante a la hora de hacer los cálculos con el método ELFINI con CATIA V5.