PRÓLOGO ........................................................................................................................................ xiii
PREFACIO ......................................................................................................................................... xiv
AGRADECIMIENTOS .......................................................................................................................... xvi
SOBRE EL AUTOR ............................................................................................................................. xvii
ACCESO A LOS FICHEROS CON LOS EJERCICIOS DEL LIBRO xviii
1. h p://www.vdssolutions.co.uk xviii
2. h p://vrblog.info xviii
3. h p://www.elsevierdirect.com/companions/9780123821027 xviii
CAPÍTULO 1 EL ENTORNO DE SIMULACIÓN DINÁMICA ................................................................. 1
Introducción ...................................................................................................................................... 1
Teoría básica de la simulación ............................................................................................................ 2
Mecanismos en lazo abierto y en lazo cerrado .................................................................................. 2
Mecanismos redundantes .................................................................................................................. 3
Propiedades de contacto .................................................................................................................... 5
Restitución ..................................................................................................................................... 5
Rozamiento .................................................................................................................................... 5
El flujo de trabajo en simulación ........................................................................................................ 6
La interfaz de Simulacion .................................................................................................................... 9
Explorador de simulaciones ........................................................................................................... 9
Área gráFIca para la simulación dinámica ....................................................................................... 9
Panel de simulación dinámica ...................................................................................................... 10
Reproductor de simulaciones ....................................................................................................... 11
ConFIguración y ajustes de la simulación ...................................................................................... 12
Ajustes adicionales ....................................................................................................................... 13
Uniones ........................................................................................................................................... 13
Tipos de uniones .......................................................................................................................... 14
Uniones estándar ..................................................................................................................... 14
Uniones giratorias .................................................................................................................... 15
Uniones deslizantes .................................................................................................................. 16
Uniones de contacto 2D ........................................................................................................... 16
Uniones de fuerza..................................................................................................................... 16
Tabla de uniones - un resumen de las uniones empleadas a lo largo del libro ............................ 17
Procedimiento para crear uniones ............................................................................................... 18
Ejemplo 1. Cuna de Newton - Agrupar componentes ............................................................. 18
Ejemplo 2. Mecanismo Whitworth de retorno rápido - Uniones automáticas ....................... 27
Ejemplo 3. Mecanismo deslizante - Convertir restricciones manualmente ............................ 32
Ejemplo 4. Mecanismo de levas - Crear uniones manualmente ............................................. 41
Uniones redundantes ................................................................................................................... 50
Resumen .................................................................................................................................. 61
Flujo de trabajo recomendado para evitar las uniones redundantes ........................................61
Restricciones del entorno ................................................................................................................. 62
GráFIco de entrada ........................................................................................................................ 62
Par de torsión ............................................................................................................................... 64
Tabla con restricciones de entorno (EC) - Resumen de las restricciones de
entorno empleadas en el libro ..................................................................................................... 65
El proceso de creación de restricciones de entorno ..................................................................... 65
Ejemplo 5. La cuna de Newton - Posición inicial,
contacto y fuerzas externas ...................................................................................................... 65
Ejemplo 6. Diseño CAM - Movimiento impuesto mediante
el gráFIco de entrada ................................................................................................................. 70
Ejemplo 7. Mecanismo Whitworth de retorno rápido - Par de torsión y
movimiento impuesto .............................................................................................................. 78
Análisis de resultados ....................................................................................................................... 83
GráFIco de salida ........................................................................................................................... 84
Restricciones de entorno del gráFIco de salida - Resumen de las
herramientas utilizadas en el libro ............................................................................................... 85
Procedimiento para el empleo de las herramientas especializadas
en el gráFIco de salida ................................................................................................................... 85
Ejemplo 8. Diseño CAM - Trazo de salida ................................................................................ 86
Ejemplo 9. Bola y escaleras - Eventos precisos ........................................................................ 93
CAPÍTULO 2 PROBLEMA DE DISEÑO 1 " EVALUAR UN MOTOR ................................................... 97
Uniones ilustradas con este problema de diseño ............................................................................. 97
Características y flujos de trabajo básicos introducidos con este problema de diseño .................... 97
Introducción .................................................................................................................................... 97
El flujo de trabajo en el problema 1 ................................................................................................. 98
Uniones ....................................................................................................................................... 99
Conversión automática de uniones estándar y giratorias ........................................................ 99
Crear uniones giratorias manualmente .................................................................................. 102
Restricciones de entorno ............................................................................................................ 106
Análisis de resultados ................................................................................................................. 108
CAPÍTULO 3 PROBLEMA DE DISEÑO 2 " EVALUAR UN GATO MECÁNICO .................................. 109
Uniones ilustradas con este problema de diseño ........................................................................... 109
Características y flujos de trabajo básicos introducidos con este problema de diseño .................. 109
Introducción .................................................................................................................................. 109
El flujo de trabajo en el problema de diseño 2 ............................................................................... 112
Agrupar/soldar ........................................................................................................................... 112
Uniones ..................................................................................................................................... 115
Convertir manualmente las restricciones en uniones estándar ............................................. 115
Crear manualmente uniones no estándar .............................................................................. 117
Restricciones de entorno ............................................................................................................ 120
Análisis de resultados ................................................................................................................. 121
CAPÍTULO 4 PROBLEMA DE DISEÑO 3 " EVALUAR MÚLTIPLES GATOS O ACTUADORES ............ 125
Uniones ilustradas con este problema de diseño ........................................................................... 125
Características y flujos de trabajo básicos introducidos con
este problema de diseño ................................................................................................................ 125
Introducción .................................................................................................................................. 125
El flujo de trabajo en el problema de diseño 3 ............................................................................... 127
Agrupar/soldar ............................................................................................................................127
Reestructurar los componentes en subensamblados .................................................................128
Uniones ..................................................................................................................................... 130
Convertir automáticamente las restricciones en uniones estándar ....................................... 134
Restricciones de entorno ............................................................................................................ 146
Aplicar movimientos impuestos - GráFIco de entrada ........................................................... 153
Aplicar la fuerza de gravedad ................................................................................................. 155
Análisis de resultados ................................................................................................................. 155
CAPÍTULO 5 PROBLEMA DE DISEÑO 4 " AJUSTES AVANZADOS DE SIMULACIÓN ...................... 161
Uniones ilustradas con este problema de diseño ........................................................................... 161
Características y flujos de trabajo básicos introducidos con este problema de diseño .................. 161
Introducción .................................................................................................................................. 161
El flujo de trabajo en el problema 4 ............................................................................................... 163
Uniones ..................................................................................................................................... 164
Restricciones de entorno ............................................................................................................ 167
Análisis de resultados ................................................................................................................. 169
CAPÍTULO 6 PROBLEMA DE DISEÑO 5 " EVALUAR UN RESORTE ............................................... 179
Uniones ilustradas con este problema de diseño ........................................................................... 179
Características y flujos de trabajo básicos introducidos
con este problema de diseño ......................................................................................................... 179
Introducción .................................................................................................................................. 179
El flujo de trabajo en el problema de diseño 5 ............................................................................... 181
Agrupar/soldar ........................................................................................................................... 181
Uniones ..................................................................................................................................... 182
Restricciones de entorno ............................................................................................................ 182
DeFInir el desplazamiento horizontal de la punta ................................................................... 185
DeFInir la fuerza como función del desplazamiento horizontal de la punta ........................... 186
Análisis de resultados ................................................................................................................. 190
Determinar el tamaño del resorte .......................................................................................... 190
Crear el resorte ....................................................................................................................... 196
Determinar la fuerza y la altura máximas en la punta del roturador ..................................... 199
CAPÍTULO 7 PROBLEMA DE DISEÑO 6 " EVALUAR UN RESORTE ............................................... 203
Uniones ilustradas con este problema de diseño ........................................................................... 203
Características y flujos de trabajo básicos introducidos con este problema de diseño .................. 203
Introducción .................................................................................................................................. 203
Asunciones/restricciones ........................................................................................................... 204
El flujo de trabajo en el problema de diseño 6 ............................................................................... 205
Uniones ..................................................................................................................................... 205
Convertir automáticamente las restricciones en uniones estándar ....................................... 206
Crear manualmente uniones no estándar .............................................................................. 208
Restricciones de entorno ............................................................................................................ 209
Análisis de resultados ................................................................................................................. 210
Determinar la fuerza centrífuga máxima del rotor ................................................................. 214
Calcular el tamaño del resorte .................................................................................. 216
CAPÍTULO 8 PROBLEMA DE DISEÑO 7 " SIMULAR UNA CADENA CON ENGRANAJES ............... 217
Uniones ilustradas con este problema de diseño ............................................................................217
Características y flujos de trabajo básicos introducidos
con este problema de diseño ......................................................................................................... 217
Introducción .................................................................................................................................. 217
El flujo de trabajo en el problema de diseño 7
Etapa 1 - Concebir un proceso para simular un mecanismo
con cadena y engranajes ............................................................................................................ 219
Etapa 2 - Simular el mecanismo con cadena y engranajes ........................................................ 226
Uniones ..................................................................................................................................... 227
Restricciones de entorno ............................................................................................................ 230
Análisis de resultados ................................................................................................................. 231
Etapa 3 - Simular el mecanismo con cadena y engranajes, al completo ................................... 234
CAPÍTULO 9 ENTORNO PARA ANÁLISIS DE TENSIÓN ................................................................. 235
Método de los elementos FInitos - Introducción ........................................................................... 235
Tipos de elementos MEF ................................................................................................................ 236
Procedimientos para mejorar los resultados del MEF .................................................................... 237
Convergencia HP......................................................................................................................... 237
Análisis lineal y no lineal ................................................................................................................. 238
Análisis lineal .............................................................................................................................. 238
Análisis no lineal ......................................................................................................................... 239
Análisis estático - Introducción ...................................................................................................... 240
Singularidades de tensión .......................................................................................................... 241
Análisis modal - Introducción ........................................................................................................ 243
Frecuencias naturales - Teoría básica ........................................................................................ 245
Modos precargados .................................................................................................................... 246
Flujo de trabajo para el análisis de tensiones................................................................................. 247
Interfaz de usuario para el análisis de tensiones ............................................................................ 247
Explorador Stress Analysis para el análisis de tensiones ............................................................ 248
Ventana gráFIca Stress Analysis para el análisis de tensiones ..................................................... 248
Panel Stress Analysis .................................................................................................................. 248
La FIcha Administrar (Manage) ....................................................................................................... 249
Crear simulación ......................................................................................................................... 249
Análisis estático ...................................................................................................................... 250
Análisis modal ........................................................................................................................ 251
Contactos ............................................................................................................................... 252
Tabla paramétrica ....................................................................................................................... 253
La FIcha Material ............................................................................................................................. 255
La FIcha Restricciones (Constraints) ................................................................................................ 256
Restricciones FIjas ....................................................................................................................... 256
Restricciones Pin (de pasador) ................................................................................................... 256
Restricciones sin fricción ............................................................................................................ 257
La FIcha Cargas (Loads) ................................................................................................................... 257
Cargas generales ......................................................................................................................... 257
Cargas de cara ............................................................................................................................ 258
Cargas de cuerpo ........................................................................................................................ 258
La FIcha Contactos (Contacts) ..........................................................................................................259
Tipos de contactos ...................................................................................................................... 259
El proceso de creación de contactos .......................................................................................... 260
La FIcha Preparar (Prepare) ............................................................................................................. 261
ReFInar la malla manualmente ................................................................................................... 261
Ejemplo 1 - ConFIguración de malla (Mesh Se# ngs) ............................................................. 262
ReFInar la malla automáticamente (o convergencia automática) ............................................... 265
Ejemplo 2 - ConFIguración de convergencia ........................................................................... 265
Convergencia manual ................................................................................................................. 267
La FIcha Resultado (Result) ............................................................................................................. 268
Animar ....................................................................................................................................... 269
Sonda (Probe) ............................................................................................................................. 269
GráFIco de convergencia (Convergence Plot) .............................................................................. 270
La FIcha Mostrar (Display) ............................................................................................................... 270
Igual escala ................................................................................................................................ 271
Barra de colores......................................................................................................................... 271
IdentiFIcadores de sonda ............................................................................................................ 271
Mostrar valores máximos y mínimos.......................................................................................... 272
Condiciones del contorno ........................................................................................................... 272
Visualizar resultados con transiciones de color suaves .............................................................. 272
Ajustar visualización de desplazamiento .................................................................................... 273
La FIcha Informe (Report) ............................................................................................................... 273
La FIcha Guía (Guide) ...................................................................................................................... 274
La FIcha ConFIguración de análisis de tensión (Stress Analysis Se# ngs) ......................................... 275
CAPÍTULO 10 PROBLEMA DE DISEÑO 8 " ANÁLISIS DE TRANSFERENCIA
DE CARGAS EN MOVIMIENTO ............................................................................. 277
Características básicas introducidas con este problema de diseño ................................................ 277
Introducción .................................................................................................................................. 277
El flujo de trabajo en el problema de diseño 8 ............................................................................... 278
Representación ideal .................................................................................................................. 278
Condiciones del contorno ........................................................................................................... 279
Ejecutar la simulación y analizar ................................................................................................ 283
Optimización .............................................................................................................................. 285
CAPÍTULO 11 PROBLEMA DE DISEÑO 9 " TRANSFERENCIA DE CARGAS
CON MOVIMIENTO MÚLTIPLE .............................................................................. 287
Características básicas introducidas con este problema de diseño ................................................ 287
Introducción .................................................................................................................................. 287
El flujo de trabajo en el problema de diseño 9 ............................................................................... 288
Representación ideal .................................................................................................................. 288
Condiciones del contorno ........................................................................................................... 289
Ejecutar la simulación y analizar ................................................................................................ 294
CAPÍTULO 12 PROBLEMA DE DISEÑO 10 " ANÁLISIS DE SIMETRÍA CÍCLICA .............................. 299
Características básicas introducidas con este problema de diseño ................................................ 299
Introducción .................................................................................................................................. 299
El flujo de trabajo en el problema de diseño 10 ............................................................................. 300
Representación ideal ....................................................................................................... 301
Condiciones del contorno ........................................................................................................... 303
Ejecutar la simulación y analizar ................................................................................................ 305
Optimización .............................................................................................................................. 312
CAPÍTULO 13 PROBLEMA DE DISEÑO 11 " ANÁLISIS DE SOLDADURA ....................................... 317
Características básicas introducidas con este problema de diseño ................................................ 317
Introducción .................................................................................................................................. 317
El flujo de trabajo en el problema de diseño 11 ............................................................................. 318
Representación ideal .................................................................................................................. 319
Condiciones del contorno ........................................................................................................... 320
Ejecutar la simulación y analizar ................................................................................................ 325
CAPÍTULO 14 PROBLEMA DE DISEÑO 12 " ANÁLISIS DE ENSAMBLAJE
CON SOLDADURA INTEGRAL ............................................................................... 333
Características básicas introducidas con este problema de diseño ................................................ 333
Introducción .................................................................................................................................. 333
El flujo de trabajo en el problema de diseño 12 ............................................................................. 334
Primera parte - Diseño del chasis con soldaduras
y radios de esquina para tubo estructural RHS .............................................................................. 335
Representación ideal .................................................................................................................. 335
Condiciones del contorno ........................................................................................................... 336
Ejecutar la simulación y analizar ................................................................................................ 341
Segunda parte - Diseño del chasis sin soldaduras
ni radios de esquina para tubo estructural RHS ............................................................................. 347
Representación ideal .................................................................................................................. 347
Reiniciar el análisis y analizar ..................................................................................................... 349
Optimización .............................................................................................................................. 351
CAPÍTULO 15 PROBLEMA DE DISEÑO 13 " OPTIMIZACIÓN DEL ENSAMBLAJE .......................... 353
Características básicas introducidas con este problema de diseño ................................................ 353
Introducción .................................................................................................................................. 353
El flujo de trabajo en el problema de diseño 13 ............................................................................. 355
Representación ideal .................................................................................................................. 355
Condiciones del contorno ........................................................................................................... 358
Ejecutar la simulación y analizar ................................................................................................ 363
Optimización ...................
Aprenda, de la mano de un experto, a aprovechar toda la potencia de la simulación con Autodesk® Inventor® para agilizar sus procesos de diseño, con trucos, consejos y guías paso a pasoPóngase al día rápidamente con verdaderos proyectos de diseño, analizados paso a paso.Descubra como convertir modelos CAD en auténticos prototipos digitales y mejorar, de este modo, sus diseños y simular las operaciones reales sin crear prototipos físicos.Conozca el entorno de análisis de estructuras -nuevo a partir de Autodesk Inventor Simulation 2011- junto con las demás características de este poderoso software, como el análisis modal, el análisis de tensión, la optimización paramétrica, la creación efectiva de uniones, etc.Manipule y experimente con las soluciones de diseño del libro utilizando los archivos de ejemplo.Luego, le será muy fácil abordar sus propios desafíos de diseño con confianza.Autodesk Inventor Simulation constituye un elemento esencial del flujo de trabajo Autodesk Digital Prototyping para ingenieros, diseñadores y fabricantes. El programa facilita la transición de los métodos de diseño tradicionales, con prototipos físicos, hacia un empleo innovador del modelado 3D para evaluar la forma, la función y la idoneidad del producto. Esto permite la exploración virtual así como la realización de pruebas a objetos, componentes y productos antes de su fabricación, lo que conlleva un notable recorte del coste y del tiempo de desarrollo. Autodesk Inventor Simulation proporciona las herramientas dinámicas necesarias para revolucionar el proceso de diseño. Ahora bien, se trata de herramientas complejas tanto para su aprendizaje como en su utilización profesional. Inventor® y su simulación con ejercicios prácticos cubre las necesidades de los usuarios de Inventor a la hora de aprender rápidamente el manejo del programa o de refrescar sus conocimientos. Asimismo, los capacita para aplicar la simulación dinámica junto con las capacidades de análisis y optimización de Inventor Simulation 2011. Mediante instrucciones claras y ejemplos significativos de diseños reales, este libro adopta un enfoque paso a paso, completamente ilustrado, que convertirá a diseñadores, ingenieros y fabricantes de cualquier nivel, en auténticos expertos en Inv
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Manipule y experimente con las soluciones de diseño del libro utilizando los archivos de ejemplo.
Luego, le será muy fácil abordar sus propios desafíos de diseño con confianza.
Autodesk Inventor Simulation constituye un elemento esencial del flujo de trabajo Autodesk Digital Prototyping para ingenieros, diseñadores y fabricantes. El programa facilita la transición de los métodos de diseño tradicionales, con prototipos físicos, hacia un empleo innovador del modelado 3D para evaluar la forma, la función y la idoneidad del producto. Esto permite la exploración virtual así como la realización de pruebas a objetos, componentes y productos antes de su fabricación, lo que conlleva un notable recorte del coste y del tiempo de desarrollo.
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