Para el diseño de componentes por el El método FEM se deben determinar las cargas de los conjuntos y las piezas individuales que se van a diseñar. A menudo se realizan mediciones para las construcciones existentes. Un método para determinar las fuerzas que actúan es la simulación de cuerpos rígidos. Con este fin, los cuerpos CAD de un conjunto, cuyas masas componentes, inercias, principios funcionales y direcciones de movimiento son generalmente conocidos, se unen en una simulación de varios cuerpos para determinar los datos de carga que actúan sobre los componentes individuales.
Determinación de la fuerza para el cálculo de FEM a partir de la simulación de varios cuerpos
Determinación del efecto de la fuerza mediante simulación multicuerpo (MKS)
En la simulación de cuerpos múltiples o rígidos, las masas, los momentos de inercia y los ejes principales se calculan primero con respecto al punto cero. Luego los componentes individuales se simplifican eliminando ranuras, socavones y otros detalles. Esto también sirve para simplificar y reducir el número de elementos durante la posterior creación del modelo MEF para el posterior análisis de la tensión de los componentes dentro del cálculo del MEF. Por último, los cuerpos están conectados y los desplazamientos y los efectos de la fuerza se definen como condiciones límite. Una práctica común es simplificar los elementos de conexión como unidades de resorte/amortiguador o vigas.
Uso de los resultados de la simulación de un cuerpo rígido para el cálculo de los componentes FEM
La simulación de un cuerpo rígido o de varios cuerpos produce la fuerza y la deformación en los componentes individuales, así como las fuerzas de reacción en los puntos de contacto y es, por lo tanto, la base para el posterior análisis del FE. Si es necesario, los resultados de la simulación pueden ser validados por mediciones comparativas. Basándose en la evaluación de los expertos, el ingeniero calculista puede así estimar cuáles son los componentes o subconjuntos individuales más sometidos a tensión y determinar así los límites del sistema para el cálculo de la resistencia.
Desde el modelo multicuerpo hasta el cálculo de FEM
Mediante el engrane y la transferencia de las partes individuales a un modelo FEM correspondiente, se determina la carga de los componentes respectivos. Posteriormente, se aplican al modelo las fuerzas de contacto, las deformaciones y los modelos de materiales para el análisis de los elementos finitos. Finalmente, se realiza el cálculo y la evaluación.
Ventajas de acoplar la simulación de cuerpos rígidos con el análisis de FE
- Ilustración de movimientos corporales rígidos.
- Comparación con las fuerzas de medición.
- Usar como condición límite para el cálculo de FEM.
Otros proyectos de ejemplo para los cálculos de la fuerza de los componentes de los elementos finitos:
- Cálculo FEM de un taburete con piezas de plástico de la impresora 3D
- Simulación FSI de una cabeza de cilindro
- Cálculo MEF de los componentes de goma y plástico
- Ejemplo práctico de simulación MEF: Cálculo de una pasarela peatonal
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