Muchas veces me han preguntado por la fiabilidad de los resultados de un sistema de análisis por elementos finitos. Y la respuesta es sencilla: “confió en ellos tanto como en mi calculadora”. Darán el resultado correcto, siempre y cuando los datos de entrada sean correctos. No hacen más que lo que hace una calculadora tradicional, cálculos, eso sí, muchos, muy complejos y de forma muy rápida, mostrando los resultados de forma gráfica y detallada.
PONGAMOS UN EJEMPLO:
Deseamos calcular el desplazamiento de una viga empotrada conociendo su sección, longitud, material y carga aplicada en su extremo. (Para facilitar los cálculos, supondremos que la longitud es mucho mayor que la sección, que la deformación debido a su propio peso es despreciable, que la sección no cambia al doblarse la barra y que el desplazamiento será muy pequeño).
-Resolviéndolo con la calculadora:
Utilizamos la siguiente fórmula de deformación de una viga.
Falta un último dato, según Wikipedia el módulo de Young del material (Y) se puede calcular mediante el coeficiente de Poisson (v) y el módulo de cizalladura (o cortante) (G) mediante Y=2*G(1+v). Aplicando las fórmulas anteriores (ojo a la conversiones entre unidades) calculamos la deformación de una barra de L=100mm con sección a*b = 10mm*1mm al que se aplica una carga de F=1kg. Fabricada en Acero AISI-304 con G=0,29 y v=7,5e + 10 N/m2
(Datos desde https://www.matweb.com )
-Resolviéndolo con SimulationXpress de SolidWorks:
Solo hay que seleccionar el material correcto, seleccionar la cara fija, aplicar la carga de 1Kg sobre el extremo opuesto y visualizar el resultado:
Conclusión:Idéntico resultado, con un esfuerzo muy diferente:
Calculadora: Antes de poder utilizarla, he tenido que repasar los apuntes de resistencia de materiales de la carrera, buscar en 3 o 4 páginas web los datos necesarios, aplicar las reglas de conversión entre unidades y repasar todo varias veces para comprobar que no he cometido ningún error. Un par de horas de trabajo que comparto en este post.
SimulationXpress: Solo he necesitado unos segundos… y además he obtenido, las tensiones, el factor de seguridad, un informe en Word de varias páginas, la posibilidad de optimizar el diseño, etc.
Si quiere más información, hojas de producto y ver un pequeño vídeo sobre SolidWorks Simulation puede encontrarla o solicitarla en este enlace: SolidWorks Simulation.
