Uno de los pasos responsables del proceso de diseño es la validación. Para validar un diseño, suele ser mejor utilizar casos teóricos fiables con los que establecer comparaciones. A continuación detallamos estos casos.
Los casos describen las ecuaciones y asunciones utilizadas para conseguir validar los resultados de una simulación.
Desplazamiento, caso del muelle-masa
Un caso sencillo de validación de muelle y masa.
Ley de Newton:
(1)
Con:
| Valor numérico: | |
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 : posición basada en el tiempo t |
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 : velocidad |
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 : aceleración |
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 = masa del cuerpo en kg |
10 |
 = amortiguamiento del muelle en N.s/m |
20 |
 = rigidez del muelle en N/m |
15000 |
 = longitud libre del muelle en m |
0.3 |
 = gravedad en m/s2 |
9.81 |
 posición inicial en m |
0.33 |
 = velocidad inicial en m/s |
0.0 |
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(1) |
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con |
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Una solución para esta ecuación diferencial es: |
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Una solución concreta, si el sistema está estabilizado, es para |
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Seguidamente (2) |
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Las condiciones iniciales proporcionan el valor de A y |
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para t = 0.0, (3) |
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y |
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Por último, (4) y (6) se registran en (3) y se concluye la ecuación del desplazamiento: |
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Esta ecuación se programa en Excel y los resultados se comparan con los producidos por Simulación dinámica. Son idénticos. |
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(2)
(3)
y x = B.
(4)
:
(5)
(6)
Posición y velocidad, caso del pistón-cigüeñal
La finalidad de este caso de validación es comprobar los datos de posición y velocidad de un mecanismo de cigüeñal y de pistón cuando se obtienen en Simulación dinámica, y comprobar que coinciden con los valores arrojados por las ecuaciones teóricas.
Valores conocidos: el “impulso” o la distancia del cojinete transversal del cigüeñal desde su centro de giro y la longitud de la varilla de conexión entre el cojinete transversal principal y la unión de pasador del pistón.
Diagrama
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Definición |
R = longitud (OP) = impulso del cigüeñal L = longitud (PQ) = longitud de varilla de conexión |
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Velocidad del punto Q en relación al sistema de coordenadas absoluto R0 = (x0, y0) |
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// posición de Q en R0 |
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// velocidad de Q en R0 |
| con:
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| y:
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con:  |
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y;  |
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Entonces:  |
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El punto Q permanece en el eje y0 y el componente x0 es 0.0 : |
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| Por último, utilizando (1): | |
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La ecuación (1) proporciona |
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(1) |
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y  |
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| Con MS Excel y valores numéricos (L=0.125 m, R=0.06 m y  rad/s), calculamos la posición y la velocidad del punto Q del siguiente modo: |
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Posición: |
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Velocidad: |
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: no es una ecuación lineal basada en el tiempo, por lo que 
no es una constante y 
no es una función periódica simple.
El resultado: las curvas de la simulación dinámica son idénticas a las producidas por las ecuaciones teóricas.