Area de Ingeniería de los Procesos de Fabricación

5 Ingeniería Industrial Fabricación Integrada

HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA ASISTIDA POR

ORDENADOR

Verónica Amela TarongiJavier Ceprià Bernal

Carlos Navarro RubertSaray Ríos Lizondo

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Herramientas CAE

Introducción. Campos de aplicación y áreas de

especialización Herramientas comerciales existentes en

el mercado Conclusiones Bibliografía

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Introducción

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Introducción

CAD CAE

Para conseguir el paso de la geometría de un lenguaje CAD a uno CAE, cuando no están integrados:

Formatos de - IGES intercambio de - VDA-FSinformación: - SET

- STEP- ACIS, OP2, Parasolid

www.chyanbre.demon.co.uk/articles/pdex-02.htm#Formats

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Introducción

Ingeniería asistida por ordenador (CAE): – Construir, manipular y visualizar modelos

geométricos– Estudiar y analizar problemas geométricos,

cinemáticos y dinámicos– Identificar en una fase temprana posibles fallos

Coste rediseño, Calidad productos– Simular modelos Coste prototipos, tiempo

de salida al mercado Productividad, flexibilidad e innovación

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Campos de aplicación y áreas de especialización

Industria de Automoción

Aeroespacial Calderería Energía Nuclear Transporte

Construcción Naval Ferrocarriles Electrónica / Eléctrica Defensa Medicina

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Campos de aplicación y áreas de especialización

Tipos de Análisis más utilizados:– Mecánico: Estático, Cinemático, dinámico,

elastodinámico, mecánica de la fractura– Transferencia de calor, mecánica de fluidos– Innovación y optimización de diseños– Estructural, de ingeniería civil– Señal

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Campos de aplicación y áreas de especialización

Análisis mecánico:– Estático:Ansys, ProMechanica, Catia,Falancs, Cosar,

Algor.

– Cinemático:Adams, Ansys, ProMechanica, Catia, Dads, Falancs, Cosar, Algor.

– Dinámico:Adams, Ansys, ProMechanica, Catia, Dads, Falancs, Cosar, Algor.

– Elastodinámico:Adams, Ansys, ProMechanica, Catia, Dads, Falancs, Cosar, Algor.

– Mecánica de la factura:Adams, ProMechanica, Catia, Dads, Falancs, Algor,

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

ANSYS/LS-DYNA – Programa de análisis dinámico. – Características:

» Resolución de problemas con grandes deformaciones, no linealidades de material y contactos multisólidos

» Análisis de dinámica de impactos

» Optimización de diseños

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

ANSYS/FLOTRAN– Programa de análisis de mecánica de fluidos

» Resolución de problemas de flujos de fluidos y de transferencia de calor

ANSYS/MECHANICAL– Programa de análisis:– Estructural– Térmico – Acústico

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

ANSYS/CFX• Programa de análisis de mecánica de fluidos• Modelos para turbulencias, combustión,

radiación y fluidos multifase• Campos de aplicación:

»Aeroespacial Automoción» Ingeniería Biomédica»Sanidad Marina»Metales Petroquímica y Gasóleo»Generación de Energía

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

Pro/MECHANICA – Estudio del comportamiento mecánico de

diseños. Aplicaciones:» Evaluar y optimizar los diseños de estructuras

» Evaluación de diseños con vibraciones

» Análisis de esfuerzos de fatiga

» Análisis dinámico

» Análisis térmico

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

CATIA – CADAM – Análisis de mecanismos cinemáticos– Producción de imágenes de prototipos digitales– Simulación de movimientos robóticos– Encajado de piezas para el ensamblaje y

mantenimiento

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

FALANCS – Programa que estudia el comportamiento a fatiga

de componentes y estructuras – Características:

» Cálculo de soldaduras a tope y soldaduras por puntos

» Cálculos de fatiga cuasiestático y modal

» Predicciones de vida por el método de las tensiones y de las deformaciones

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

ALGOR– Herramienta con módulos específicos para:

» Simulación de eventos mecánicos

» Simulación de instalaciones con tuberías

» Simulación de elementos a presión

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

ADAMS – Herramienta de simulación de sistemas

mecánicos. Alguna aplicaciones:» Diseño de ensayos para poner movimientos y cargas

» Determinación del desarrollo operacional

» Determinación de cargas operativas

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

DADS – Programa de análisis cinemático y dinámico– Aplicaciones:

» Detección de colisiones e interferencias

» Elemento amortiguador y librería de suspensiones

» Diseño de experimentos y métodos de Taguchi.

» Modelos avanzados de neumática.

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Campos de aplicación y áreas de especialización

Análisis mecánica de fluidos y análisis de transferencia de calor:– Análisis de mecánica de fluidos: Ansys/Flotran,

Cosmos/FloWorks, Adina, Fluent, Algor.– Análisis de transferencia de calor: Adina,

Ansys, ProMechanica, Femcos, Algor.

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

ADINA

– Estudio del comportamiento mecánico de diseños. Aplicaciones:

» Análisis elasto-plástico y de creep

» Análisis de vibraciones y acústico

» Análisis mecánico y dinámico

– Módulo especial: ADINA-THerramienta para el análisis térmico

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

FLUENT/AIRPAK– Diseño para sistemas de ventilación– Modela el flujo de aire, la transferencia de

calor, el transporte de aire contaminado y el confort térmico

FLUENT/MIXSIM– Aplicaciones de mezclado– Tanques y agitadores

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

ADINA

– Estudio del comportamiento mecánico de diseños. Aplicaciones:

» Análisis elasto-plástico y de creep

» Análisis de vibraciones y acústico

» Análisis mecánico y dinámico

– Módulo especial: ADINA-THerramienta para el análisis térmico

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

FEMCOS– Estudio del comportamiento mecánico de

diseños. Aplicaciones:» elastostático

» dinámico

» para corrección de modelos

» transferencia de calor

» estático no lineal

» piezomecánico

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Campos de aplicación y áreas de especialización

Análisis estructural y de ingeniería civil:– Catia, Larsa, Cadre, Cosmos, ABAQUS.

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

LARSA PLUS– Análisis estático y dinámico– Análisis de fuerzas variables y de pandeo– Análisis de inyección de plásticos

Incluye módulos específicos para ingeniería civil

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

CADRE– Estudio del comportamiento mecánico de

diseños. Aplicaciones:» Análisis estático y dinámico

» Análisis térmico

» Análisis de pandeo

» Análisis de impacto

» Análisis sísmicos

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

ABAQUS/CAE– Análisis de esfuerzos dinámicos y estáticos– Análisis de mecánica de fluidos– Análisis de transferencia de calor– Análisis termoeléctrico– Análisis de difusión de masa– Análisis en frecuencia– Análisis viscoelástico y plástico

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Campos de aplicación y áreas de especialización

Análisis de señal:– ANSYS/EMAG 3D, Sysnoise, Tecware,

Fluent/Icepak.

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

TECWARE – Programa de análisis de la señal desde el punto

de vista de la durabilidad – Aplicaciones:

» Reconstrucción de la señal temporal

» Análisis frecuencial de la señal

» Diseño de ensayos

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

FLUENT/ICEPAK– Soluciones para la refrigeración electrónica

» Diseño de placas impresas (modelado térmico)

» Refrigeración en módulos de memoria» Refrigeración en tarjetas de vídeo

– Interfaz con herramientas CAD:» Pro/Engineer – IcePro

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Campos de aplicación y áreas de especialización

Herramientas de optimización:– Catia, Optimus, Cosmos.

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Herramientas comerciales existentes en el mercado

COSMOS– Estudio del comportamiento mecánico de

diseños. Aplicaciones:» Análisis estático y dinámico

» Análisis de esfuerzos de fatiga y de pandeo

» Optimización de forma

» Análisis electromagnético y en frecuencia

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Conclusiones

Las herramientas CAE presentan ventajas en cuanto a:

– Simulaciones nº de pruebas con prototipos

– Detectar problemas en fases tempranas Costes

Productividad, flexibilidad

Calidad y eficiencia de los productos

Coste de producción

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Tipos de análisis AD

AM

S

AN

SY

S

Pro

/ME

CH

AN

ICA

DA

DS

FA

LA

NC

S

FE

MC

OS

AL

GO

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AD

INA

FL

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TIA

/CA

DA

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RS

A

CA

DR

E

CO

SM

OS

AB

AQ

US

SY

SN

OIS

E

estático x x x x x x x x x x x x xdinámico x x x x x x x x x x x x xen frecuencia x x x x x x x xde pandeo x x x x x x x x x x x xno linear x x x x x x x x xde fatiga x x x x x x xde optimización de forma x x x xelectromagnético x x xmecánica de fluidos x x x x x xde desplazamientos x x x x x x x xtérmico x x x x x x xtermoeléctrico x xesfuerzos geoestáticos x x xtransferencia de calor x x x x x x x x xdifusión de masa xrespuesta elástica y viscoplástica x xsimulador de eventos mecánicos x x x x x x xsimulador de instalaciónes x x xcreep xelectroestático x xsimulador de elementos a presión xvibraciones x x x x x x x x xacústico x x x xinyección de plásticos xde impacto x x x x x xsísmico x x

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Conclusiones

En general, todos los programas realizan unos análisis básicos.

En ocasiones ofrecen módulos para análisis de casos más específicos

Plantear las necesidades actuales y futuras antes de seleccionar el programa a instalar

Ante alternativas con las mismas prestaciones, es importante la Amigabilidad del entorno

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Bibliografía

FEMCOS www.femcos.comANSYS www.ansys.comABAQUS www.abaqus.comFALANCS www.cadfem.deLARSA www.larsausa.comALGOR www.algor.comADINA www.adina.comCOSMOS www.cosmosm.comCADRE www.cadreanalytic.comCATIA www.catia.comADAMS www.adams.comPro/MECHANICA www.ptc.comANSYS/CFX www.software.aeat.com/cfx/#FLUENT www.fluent.com/solutions/index.htmFLUENT/ICEPAK www.icepak.com/sol/index.htmNASTRAN/VisualDOC www.nenastran.com/html/products.html