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Análisis y diseño de piezas con Catia V5. José Antonio Vásquez Angulo
Читать онлайн.Название Análisis y diseño de piezas con Catia V5
Год выпуска 0
isbn 9788426718655
Автор произведения José Antonio Vásquez Angulo
Жанр Математика
Издательство Bookwire
Permite encuadrar y rotar el punto de vista de los elementos. Aparece por defecto, pero se puede desactivar o activar haciendo clic en View / Compass.
1.3 Visualización de elementos
En CATIA V5, los elementos dibujados se pueden visualizar de diversas formas: como vistas principales, desde diferentes ángulos, con cortes, con diferentes matices y sombreados. También se pueden agrandar, disminuir, ocultar, etc.
Hay varias formas de visualizar los elementos dibujados. Una de ellas es gracias al menú View de la barra de menús. También se puede hacer directamente desde la barra de herramientas en View / Toolbars / View.
Otra posibilidad es visualizar el elemento mediante la herramienta Render Style, una vez que estemos escogiendo el material para nuestro diseño. Esta opción la encontramos en el menú View / Render Style o en la barra View.
Como ejemplo de la aplicación veremos en una pieza visualizada con la opción Render Style.
Capítulo 2
Elementos finitos
2.1 Introducción
Cuando queremos encontrar una descripción cuantitativa de un fenómeno físico, comenzamos nuestra búsqueda por plantearnos un conjunto de ecuaciones que caracterizarían el comportamiento físico de dicho problema. Estas ecuaciones, por lo general, consisten en un sistema de ecuaciones diferenciales o derivadas parciales, en una determinada región o dominio (medio continuo) y las ecuaciones de contorno o iniciales.
Dentro de cada elemento, se distinguen una serie de puntos llamados nodos. Se define al conjunto de nodos (considerando sus relaciones de adyacencia) como malla. Los cálculos son realizados sobre una malla o discretización (partición del dominio) creada a partir del dominio con programas especiales llamados generidades de mallas.
Para entrar a resolver este sistema de ecuaciones para un conjunto dado de datos, solo es posible resolverlas (analíticamente) si estas ecuaciones son muy simples y si están definidas en un dominio de simple geometría. La matriz de dicho sistema de ecuaciones se conoce con el nombre de matriz de rigidez del sistema o Hipermatriz.
De lo antes mencionado, podemos anotar entonces que el número de ecuaciones del sistema es proporcional al número de nodos.
2.2 Aplicación del método de elementos finitos (MEF)
Con el uso del ordenador, replantearemos el problema de una manera puramente algebraica. Ahora, el conjunto de números que representa a dicha función (o varias funciones) sería de solución desconocida y sería remplazado por un número finito de parámetros desconocidos. En este caso, el proceso requiere el empleo de una forma de aproximación. Una de las formas más simples de discretización posibles, es el proceso de diferencias finitas.
El método de elementos finitos (MEF o FEM, como es más conocido por sus siglas en inglés), es muy usado debido a su generalidad y a la facilidad de introducción de dominios de cálculos complejos en 2 y 3 dimensiones. Consiste en aproximaciones por funciones de prueba (método aproximado desde múltiples perspectivas: interpolación, discreción, utilización de métodos numéricos). A pesar de la denominación de aproximado, el método de elementos finitos es una herramienta que nos permite realizar una gran cantidad de análisis en estructuras y componentes complejos, que difícilmente se obtienen por los métodos analíticos clásicos.
La introducción del método de elementos finitos a los ordenadores y, por ende, también al CAD (Computer Aided Desig), representa en la actualidad un gran avance y un aporte muy provechoso en la etapa de diseño. Gracias a este método es posible generar sólidos de aspecto casi real mediante la simulación numérica. Esto hace más fácil el trabajo del ingeniero, ya que nos permite un conocimiento más profundo del producto que se está diseñando, incluso antes de que este exista realmente. De esta forma es posible detectar fallos previos que, de otro modo, solo se hubieran detectado sobre su uso.
Con todo lo anterior, podemos anotar que los ingenieros podemos diseñar más rápidamente y mejor, casi desde el primer intento, con lo que tenemos un producto de alta calidad, rápido, más competitivo y, posiblemente, ofreciendo mejores costos.
CATIA V5R16 también hace parte de los programas que utilizan el método de elementos finitos, como aplicación directa de soluciones a la hora de diseñar elementos me cánicos.
Capítulo 3
Escoger material
CATIA V5R16 ofrece una gran variedad de materiales que podemos escoger y, a su vez, aplicarlos a la pieza que se esté modelando.
Para aplicar el material que escojamos para nuestra pieza, debemos recurrir a la herramienta Apply Material o, directamente, a View\Toolbars\Apply Material en la Barra de herra mientas. Con la aplicación de dicho material a nuestro diseño, le estamos aplicando no solo la textura visual, sino también las propiedades físicas y mecánicas del material que hemos escogido.
Haciendo uso de esta herramienta, aparecerá la siguiente ventana, la cual nos proporciona una Biblioteca de Materiales que el programa posee.
La Biblioteca de materiales está organizada en diferentes pestañas, que ordena los diferentes materiales de la misma naturaleza, en diferentes grupos: Construction, Fabrics, Metal, Other, Painting, Shape Review, Stone y Wood.
Podemos encontrar la Biblioteca de materiales del programa haciendo uso del botón con el símbolo de carpeta, que vemos en la gráfica anterior. Con el uso de este botón también podemos trabajar con los diferentes Catálogos de materiales de los diferentes países1 a los que el programa tenga acceso2.
A esta Biblioteca de materiales se le pueden incluir nuevos materiales o grupos de materiales (ver más adelante en la página 12) que vayamos necesitando, según nuestras necesidades de diseño. La Biblioteca de materiales de CATIA V5R16 no posee toda la gama de materiales que existe en el mercado, por lo tanto, nos veremos en la necesidad de introducir algunos manualmente.
Para visualizar los materiales como una lista (Display list) o en forma de iconos (Display icons), utilizaremos los botones localizados en la esquina superior derecha