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Nota técnica. ¿Puedo confiar en los sistemas de simulación?SolidWorks SimulationXpress

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. (Gracias a la UPV por deducir la fórmula en (https://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/solido/din_rotacion/viga/viga.htm)

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.

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