Curso gratuito de Ansys Mechanical

 📌 Curso de Ansys Mechanical

En esta entrega, vas a encontrar información de las estructura de Ansys Mechanical a modo de introducción. Además vas encontrar ligas de interés para descargar los archivos de las prácticas propuestas.

 Descubriendo el Potencial de Ansys Mechanical: Simulación Avanzada para Ingeniería

La simulación por elementos finitos (FEA, por sus siglas en inglés) es una herramienta fundamental en el campo de la ingeniería, permitiendo a los ingenieros y diseñadores predecir el comportamiento de estructuras y componentes en una variedad de condiciones. Ansys Mechanical es una de las plataformas líderes en el mercado para la realización de simulaciones avanzadas, ofreciendo a los usuarios la capacidad de analizar y optimizar diseños de manera precisa y eficiente.

 

Introducción a este curso. 

En el siguiente video, se muestra el video dando indicaciones más detalladas para iniciar el curso

 

Como primer acercamiento en tu estudio de Ansys Mechanical, es necesario revisar los aspectos básicos que componen una simulación. Vamos comenzar con la el análisis de un elemento muy simple, un rectángulo. Ésto por el motivo de contar con una geometría muy simple que no implique muchos recursos computacionales ni que reste precisión en los resultados debido a la generación de una malla con baja calidad. 

 

Características Destacadas

Ansys Mechanical ofrece una amplia gama de características que lo hacen destacar en el mundo de la simulación de elementos finitos. Desde análisis estáticos lineales hasta simulaciones dinámicas no lineales, pasando por análisis de fatiga y optimización topológica, Ansys Mechanical proporciona a los ingenieros las herramientas necesarias para abordar los desafíos más complejos en el diseño de productos.

Una de las características más poderosas de Ansys Mechanical es su capacidad para realizar análisis multiphysics, lo que permite a los usuarios considerar simultáneamente múltiples fenómenos físicos, como la transferencia de calor, la mecánica de fluidos y la electromagnética. Esto es especialmente útil en aplicaciones donde la interacción entre diferentes tipos de cargas es crucial para comprender el comportamiento del sistema.

1.- Aspectos generales que componen una simulación. Cargas y sujeciones.

En este video se muestra como generar una malla automática, como asignar cargas y soportes a un elemento sujeto de análisis. También se examina la calidad de la malla mediante el criterio de "Skweness".

 

Los resultados que se muestran son; esfuerzos, deformaciones y deformaciones unitarias. Además se hace un refinamiento de la malla en las zonas donde los gradientes de esfuerzo son superiores. También se realizó una gráfica del esfuerzo en función de la posición. 

 

Deseo que disfrutes y aprendas a través de estos tutoriales. Te invito a comentar en cada uno de estos videos los resultados que vas obteniendo, comentarios y observaciones que serán de mucha utilidad para esta comunidad.

 

 

2.- Fuerzas de reacción.

En la presente práctica se hace una simulación en 3D dónde se observa como se pueden generar esfuerzos a partir de deformaciones. Además, se restringieron algunos grados de libertad en el movimiento axial del resorte mediante una sujeción. También se aprendió a obtener fuerzas de reacción en el elemento. 

 

 3.- Contactos entre sólidos

El análisis de esfuerzos y deformaciones por el método de elemento finito (FEM) en ensambles es una práctica muy común en ingeniería. No obstante, al hacer una simulación con este tipo de casos, es necesario indicar cuál es la unión que existe entre cada uno de los componentes de dicho ensamble. Esto se hace mediante contactos los cuales pueden ser uniones rígidas, condiciones de no penetrabilidad, fricción entre otros. 

 

En esta práctica se muestra como poner diferentes tipos de contacto y los distintos resultados que cada uno ejerce sobre la simulación. Te invito a que lo veas y nos comentes cuál fue el resultado que obtuviste y que variaciones distingues entre los dos diferentes casos que se presentan.

 

4.- Conexiones entre elementos

Las conexiones son una parte fundamental cuando se trabaja con ensambles. A diferencia de los contactos, con las conexiones es posible marcar la interacción que existe entre los distintos componentes con los que cuenta la simulación. Este punto, es crucial ya que al no poner una interacción correcta entre componentes, los resultados serían incorrectos. Este tema de conexiones es muy complejo y podríamos hacer un libro al respecto y hacer una gran cantidad de prácticas para detectar aspectos fundamentales y diferentes escenarios en su aplicación. 

 En la presente práctica se hace una simulación en 3D para demostrar la importancia de los contactos y conexiones en el modelo. Se observó como se restringen los grados de libertad entre los elementos con las conexiones, así se determina la interacción que debe de haber entre los elementos.

 

 5.- Biblioteca de materiales

Ansys cuenta con una gran cantidad de materiales en su biblioteca. Sin embargo, el acceder a ésta suele ser un proceso fácil pero al inicio un poco confuso ya que hay que habilitar ciertos filtros y acceder al tipo de material que se desea. 

 

En la siguiente práctica, se muestra como acceder a la biblioteca de materiales y como importar materiales a nuestro caso de estudio. Además se refuerza la comprensión de los contactos entre elementos. 

 

 6.- Malla de vaciado

La malla está fuertemente ligada a los resultados en un estudio a través del método de elemento finito. Por tal motivo, la malla que se utiliza para el análisis debe de tener una excelente calidad. Los elementos que afecta la calidad de la malla generalmente son los redondeos en la geometría y las aristas con pequeños espesores. Estos aspectos hacen que la malla se vuelva más fina en esas zonas. 

Existe diversas técnicas para manipular las mallas en Ansys. Una de ellas es la de convertir los sólidos en superficies con la finalidad de mallar superficies en lugar de sólidos. Ésto es muy conveniente cuando se trata de hacer simulaciones con elementos que tienen espesores muy pequeños.

 

En el siguiente video, se muestra esta técnica de manera detallada y se hace la comparación entre la simulación realizada con un sólido y la simulación realizada en un elemento de superficie. Los resultados se mejoraron gracias a la aplicación de esta técnica.  

 

 

7.- Optimización. 

 Ansys Mechanical cuenta con un módulo de optimización bastante útil. Con este modulo el proceso de diseño  se hace más ágil evitando caer en prueba y error con los diseños. Sólo es necesario indicarle a software cuáles son las variables que se pueden manipular y los resultados a los que se desea llegar. 

 

En la siguiente práctica se hace un análisis a un elemento dónde se definen las variables que pueden cambiar. En este caso son el diámetro de los círculos de las figura. Lo que se busca es minimizar el esfuerzo y las deformaciones en dichos elementos. 

 

 

8.- Elementos estructurales.

 Cuando se analiza una estructura, generalmente se considera cada uno de los elementos de ésta. Sin embargo, la mayoría de los elementos tienen la misma sección. Los perfiles en "I" son de los más utilizados. Estos perfiles tienen la característica de tener bordes muy pequeños que al ser mallados, se requiere una malla muy densa para que éstos sean considerados de manera precisa en el estudio.

Con la modelación de elementos esbeltos, se pueden usar elementos estructurales en una dirección, es decir, a través de un línea. Posteriormente se asigna la geometría del perfil la cual es considerada en los cálculos. Entonces, a la hora de generar la malla, en lugar de mallar un elemento con bordes pequeños o sección compleja, se hace la malla de una línea a través de nodos. Al final en los cálculos se agrega el perfil que conformará la sección transversal.

 

En la siguiente práctica, se hace el análisis de una estructura con elementos esbeltos que se les asigna un perfil con propiedades geométricas deseadas y se obtiene una malla de muy buena calidad. 

 

 

 9.- Malla sólida y malla de vaciado. Uniones híbridas

Aplicando las diferentes técnicas de mallado que se han abordado a lo largo de este curso, es posible usar estas técnicas en un mismo elemento. Unir una malla de un sólido con una malla de vaciado es posible en Ansys Mechanical. 

Es muy común que algunos elementos que conforman un ensamble tengan espesores muy pequeños mientras que otros elementos son realmente grandes. Es en estos casos donde, se recomienda hacer una malla de sólidos para los elementos de mayor espesor y una malla de vaciado para los elementos de menor espesor. 

En la siguiente práctica, se crea una malla utilizando las técnicas de mallado de sólidos y de superficie. Además se muestra la unión que existe entre los elementos con mallas de diferente naturaleza. 

Continuará...

Estamos trabajando en más videos para ampliar este curso con técnicas de modelado avanzadas. Así que te invito a suscribirte al Blog y estar al pendiente de la continuación de este curso. 

 

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