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Tutorial Fusion 360: Análisis FEM de una parte reduciendo el mínimo factor de seguridad y el peso

Fecha de publicación: 27 de abril de 2020.

En este video se realiza un análisis elástico lineal mediante el método de los elementos finitos a una pieza de material isótropo. Se imponen condiciones de borde tipo pin y sin fricción (frictionless). Se aplica una carga sobre una superficie en un extremo y un momento torsor. Se definen varios materiales y se modifica la geometría de la parte buscando reducir el mínimo el mínimo factor de seguridad, el cual se deja por defecto entre 3 y 6. También se busca reducir al mínimo posible el peso de la parte cambiando los materiales. Se configura un refinamiento de malla personalizado en donde el error en el calculo del esfuerzo de Von Mises sea inferior al 3%.

El tutorial siguiente es la continuación de un tutorial en donde se dibuja la parte, el cual se puede hallar en el siguiente vínculo:

https://youtu.be/ZXFe_Vr969M

 

Tutorial Fusion 360: Reacciones y cargas internas en armadura usando Elementos Finitos

En este tutorial se soluciona el problema 6.35 del texto de Estática de Beer. Consiste en resolver para las reacciones y las cargas internas que soportan los elementos que componen una armadura, la cual está sometida a una carga de 400 lb vertical hacia abajo en un punto.

El problema dice así: La armadura que se muestra en la figura consta de seis elementos y se sostiene mediante un eslabón corto en A, dos eslabones cortos en B y una rótula D. Determine la fuerza en cada uno de los elementos para la carga dada.

Se dibuja un solo cuerpo (body) y se realiza la malla. El Fusion 360 no posee por el momento otro tipo de elementos diferentes a los tetraédricos. Sería ideal contar con elementos tipo barra (bar) o tipo viga (beam). Otros software más potentes si los contienen, como es el caso de Autodesk Simulation Mechanical. Se aplican las restricciones de movimiento y la carga de 400 lb. Se corre la simulación y se analizan los resultados. Se calculan las cargas internas empleando los esfuerzos principales, aunque también podría usarse el esfuerzo de Von Mises, pero teniendo en cuenta que los principales poseen signo, mientra que los esfuerzos de Von Mises son siempre positivos, por definición.

Para hallar las cargas internas se emplea la expresión sigma=fuerza/área de la sección transversal inicial. Se despeja la carga y así se obtiene la fuerza interna que soporta una barra de la armadura.

Tutorial Fusion 360: Diferentes opciones para el mallado con elementos finitos: lo más básico

En este video se muestran las herramientas que posee el Fusion 360 para el mallado. El video cubre las herramientas esenciales que permiten ajustar la malla, tal como incrementar la densidad en toda la parte o ensamble por igual, usar control de malla localizado para redefinir la cantidad de nodos a lo largo de una arista, configurar el mallado dependiente del tamaño de la parte o usar mallado adaptativo para refinar automáticamente en función de la convergencia de los resultados. Este video es el tercero de una serie de videos introductorios al tema de la simulación estática lineal usando el método de los elementos finitos.

Tutorial Fusion 360: Simulación estática lineal por Elementos Finitos de un ensamble - Lo más básico

El presente video es la continuación de un video en donde se dibujan las partes y se ensamblan, además de que se configuran los materiales de todas las partes. Dicho video se puede observar más abajo en esta misma sección.

Durante la preparación de la simulación se configuran contactos tipo "bonded" y "offset bonded" para simular la transferencia de carga entre partes de un ensamble cuya fuerza es aplicada al pasador. Se imponen restricciones a los grados de libertad de desplazamiento en los nodos sobre la cara inferior del gancho y en los orificios abocardados. Se mallan las partes usando la malla más burda, es decir, con elementos grandes. Posteriormente, se realiza la simulación y se observan los resultados.

Preparación de la geometría - Dibujo de partes y ensamble

En el siguiente video se realiza el dibujo de tres partes, las cuales serán ensambladas empleando Joints. Es la primera parte de un grupo de videos que tienen como finalidad realizar un análisis mediante elementos finitos para obtener los esfuerzos que se desarrollan al aplicar una carga vertical hacia arriba al pasador y al mantener el soporte fijo en los cuatro orificios de la base.