En esta sección se analizan diversos aspectos relativos a los conceptos y los procedimientos. La información se proporciona para ayudar a los diseñadores interesados en usar la simulación dinámica entre sus herramientas.
¿Cómo se utiliza la simulación dinámica?
La simulación dinámica resulta útil durante el proceso de diseño. Puede ayudar a perfeccionar el diseño:
- En la creación de prototipos digitales, realice cambios pequeños que afecten al diseño y visualice los resultados antes de pasar a las piezas físicas.
- En el análisis de errores, seleccione productos existentes y haga que recorran cíclicamente las simulaciones. Aplique fuerzas a los componentes y detecte cuándo y dónde se producen los fallos.
Utilice la simulación y el análisis para determinar las mejores formas de los tipos de mecanismos que utilice.
¿Qué se debe saber para usar la simulación dinámica?
Resulta útil saber lo siguiente:
- Las restricciones de ensamblaje sitúan componentes relacionados entre sí. Cuando se lleva a cabo una simulación en el ensamblaje, es posible que las restricciones del sobrerrestrinjan el modelo con fines de simulación. Un ejemplo típico es una restricción angular insertada como “motor” para provocar el movimiento del componente cuando se activa. Desactive esas restricciones antes de entrar en el entorno de simulación dinámica. Revise las restricciones del ensamblaje para comprobar cuáles sirven de “motor” para el movimiento y desactívelas. Deje activadas las restricciones que mantienen las relaciones de tipo unión, ya que se convierten en uniones.
- La opción Convertir automáticamente restricciones en uniones estándar, activada por defecto, convierte las restricciones de coincidencia y de inserción en uniones estándar al entrar en el entorno de simulación dinámica. Esta función acelera el proceso de creación de la simulación.
Si tiene curiosidad sobre el papel que juegan las restricciones en la creación de una unión, entre en el entorno de simulación dinámica y observe la lista de uniones creadas automáticamente. Seguidamente, en el cuadro de diálogo Configuración de simulación dinámica, desactive la opción de conversión automática de restricciones (se eliminan las uniones creadas automáticamente) y cree uniones de forma manual. Puede suprimir las uniones manuales y volver a activar la conversión automática si lo desea.
Nota: Si la opción Convertir automáticamente restricciones en uniones estándar está activada, la única unión estándar disponible es la unión Espacial. Puede seguir añadiendo uniones no estándar. - Cuando se utilizan uniones de contacto 2D, recomendamos aumentar los pasos de tiempo por encima del valor por defecto de 100/s en 4X - 10X. En función del número de pasos y de la posición de los componentes, un contacto 2D puede existir entre dos pasos. Aumentar el número de pasos garantiza que el contacto exista durante un paso.
- Los aprendizajes suministrados con Inventor le ayudarán a comprender los conceptos básicos. Vaya a Ayuda
Herramientas de aprendizaje Aprendizajes Autodesk Inventor Simulation para obtener una lista de los aprendizajes de simulación disponibles.
¿En qué se diferencian las uniones y las restricciones?
En el ensamblaje, las restricciones se utilizan para insertar componentes relacionados entre sí. Inventor proporciona estas restricciones básicas y algunos modificadores :
- Coincidencia
- Nivelación
- Ángulo
- Tangente
- Inserción
- Giro
- Giro-Traslación
- Transicional
En el entorno de ensamblaje, es posible arrastrar piezas o activar una restricción para revisar el movimiento. Sólo se respeta la geometría; otros datos, como la velocidad, la aceleración o las cargas, no están disponibles.
En el entorno de simulación dinámica, se utilizan uniones para obtener los resultados. En las uniones también se pueden definir parámetros dinámicos, como fricción, amortiguamiento y rigidez. Existen uniones estándar (de revolución, prismáticas, esféricas, etc.) y uniones avanzadas (de contacto, giratorias, deslizantes, etc.):
Las uniones estándar se crean de tres formas:
- Conversión automática de uniones (ajuste por defecto).
- Conversión manual de restricciones en uniones.
- Manualmente a través de una serie de selecciones y datos.
Las uniones avanzadas se crean manualmente mediante una serie de selecciones y datos.
¿Por qué se muestran las restricciones de ensamblaje en el navegador de la simulación?
El navegador de la simulación muestra las restricciones de ensamblaje como nodos hijos para que se puedan ver las restricciones que conforman cada unión. La mayoría de los comandos del menú contextual de las restricciones están disponibles.
¿Qué ocurre si se edita una restricción? Al modificar una restricción constituyente puede cambiar la unión y los grados de libertad.
Por ejemplo, una unión de revolución tiene dos restricciones: una coincidencia axial y una coincidencia de cara o de nivelación para definir la posición. Cuando se desactiva una de las restricciones, ocurre lo siguiente:
| Unión que se desea editar | Acción | Unión resultante |
|---|---|---|
|
La coincidencia de cara o de nivelación se desactiva. |
|
|
|
La coincidencia axial se desactiva. |
|
En el navegador, la restricción resultante se visualiza con el nodo del componente y se elimina del nodo de la unión.
¿Qué ocurre si se desactiva la conversión automática de restricciones?
Si se desactiva la opción Convertir automáticamente restricciones en uniones estándar, se eliminan todas las uniones para que se puedan crear las uniones pertinentes. Para crear uniones manualmente, utilice el comando Insertar unión o Convertir restricciones de ensamblaje.
Si se vuelve a activar la opción, las uniones estándar se calculan y se crean al pulsar Aceptar.
¿Hay una lista de uniones resultantes de las restricciones?
El contenido de la Ayuda incluye una lista de las uniones generadas por las restricciones. Véase Uniones para consultar una tabla de conversión.
¿Es posible utilizar subensamblajes?
Puede usar subensamblajes. Por defecto, los subensamblajes se consideran cuerpos rígidos. Para crear uniones entre componentes de subensamblajes, el ensamblaje se debe establecer como flexible.
Pulse con el botón derecho en el ensamblaje y pulse Flexible.
¿Qué hace que los componentes se muevan?
Un componente se mueve en función del grado de libertad de la unión y del movimiento impuesto por el usuario. Para imponer el movimiento:
- Pulse con el botón derecho del ratón una unión y seleccione Propiedades del cuerpo. Se abre el cuadro de diálogo Propiedades del cuerpo.
- Seleccione la ficha de grado de libertad adecuada.
- Pulse el icono Editar de movimiento impuesto
.
- Seleccione Activar movimiento impuesto y defina la ley de movimiento
¿Por qué todos los componentes se encuentran en la carpeta Fijo?
En Inventor 2008, al entrar en el entorno de simulación dinámica todos los componentes eran fijos. como ocurre cuando no se definen uniones.
Puede entenderse de esta forma. En el entorno de ensamblaje, el primer componente se fija por defecto. No hay ningún componente restringido a no ser que se le apliquen restricciones.
En la simulación dinámica, todos los componentes son fijos hasta que se definen uniones para ellos. Las uniones definen los grados de libertad. Si no hubiera ningún componente fijo, calcular la simulación sería extremadamente lento y los resultados podrían no ser fiables.
Los componentes fijos en el ensamblaje también lo son al entrar en el entorno de simulación dinámica. Si crea un ensamblaje con los valores por defecto de Inventor, el componente fijo es el primero que se inserta en el ensamblaje.
En el entorno de simulación dinámica, cuando se desactiva la opción Convertir automáticamente restricciones en uniones estándar, todos los componentes se insertan en la carpeta Fijo. A medida que se añaden uniones, se definen distintos grados de libertad y el componente se mueve a un grupo móvil.
Si la opción Convertir automáticamente restricciones en uniones estándar está activada (ajuste por defecto), los componentes se dispersan en los grupos móviles. Los componentes pueden permanecer en la carpeta Fijo en función de las uniones asignadas por el motor de conversión de restricción automática.
¿Por qué se omite la fricción de la unión durante la simulación de una fuerza desconocida?
La simulación de fuerza desconocida es un cálculo estático que determina una sucesión de posiciones. Las uniones no tienen velocidades. El modelo de fricción de la unión sigue una ley establecida que depende de la velocidad del grado de libertad (la fuerza de fricción es igual a 0,0 si la velocidad es nula). No hay fricción en las simulaciones de fuerza desconocida. Por el mismo motivo, se omite la amortiguación de las uniones (en función de la velocidad). Una carga externa definida por una ley basada en el tiempo siempre tiene el mismo valor de tiempo en el gráfico de entrada: 0.0.
¿Puedo utilizar la simulación dinámica con ensamblajes y componentes creados con Crear componentes?
Sí, es posible analizar ensamblajes y componentes creados con el comando Crear componentes. Tenga en cuenta lo siguiente cuando realice simulaciones dinámicas en este tipo de modelos:
- Las restricciones de ensamblaje (restricciones de esbozo y restricciones convertidas), creadas automáticamente con Crear componentes, pueden producir uniones redundantes al abrir el ensamblaje en Simulación dinámica. Se pueden realizar estudios de movimiento precisos con redundancia de uniones, pero no es posible calcular una solución única en las cargas de las uniones. Para obtener una solución única, lleve a cabo la simulación con las uniones redundantes resueltas.
- En el flujo de trabajo descendente, el usuario controla los cambios realizados en el ensamblaje y los componentes en el esbozo. Para resolver redundancias de uniones en ensamblajes creados con Crear componentes, seleccione El ensamblaje controla la posición 3D en el menú contextual Restricción de esbozo. Esto añade grados de libertad al ensamblaje. También puede seleccionar cinemática 3D para añadir grados de libertad a restricciones convertidas. Si su ensamblaje contiene subensamblajes flexibles, tal vez deba editarlos para poder añadirles más grados de libertad.
- Los ensamblajes creados con Crear componentes suelen tener ciertas restricciones de esbozo entre los componentes y la pieza de esbozo. Tal vez deba desactivar la opción Restringir a plano de esbozo en el menú contextual del componente para añadir grados de libertad.
- Puede desactivar la conversión automática de restricciones de uniones normalizadas para crear manualmente las uniones adecuadas. No olvide que la pieza de esbozo actúa como anclaje para los componentes del ensamblaje creados con el comando Crear componentes. Como resultado, es posible que deba crear algunas uniones entre los componentes y la pieza del esbozo para conservarlos bien colocados para la simulación dinámica.
¿Se puede utilizar la simulación dinámica con piezas creadas únicamente a partir de geometría de boceto?
Puede crear cualquier pieza del mecanismo a partir de un boceto. En este caso, la simulación dinámica define la masa de los grupos móviles en 1 kg y los términos de la diagonal de la matriz inercial en 0,01 kg.m². Por tanto, es posible ejecutar la simulación para obtener resultados cinemáticos. Los resultados dinámicos se basan en esta masa e inercia automáticas.
¿En qué se diferencian las uniones giratorias 1C y 2C?
La unión giratoria 1C aplica solamente una restricción (de giro sin deslizar) entre los dos cuerpos. Una unión giratoria 2C aplica la misma restricción giratoria ADEMÁS de una restricción tangencial. La unión giratoria 1C se utiliza cuando uno de los dos cuerpos ya es tangente debido a la geometría. Permanecen tangentes durante la simulación debido a la construcción del mecanismo. La unión giratoria 2C se utiliza para conservar artificialmente la tangencia, ya que la construcción del mecanismo permitiría que los dos cuerpos se separasen.
¿Por qué tarda tanto el cálculo de un sencillo muelle de masa?
Para resolver las ecuaciones dinámicas, el motor de simulación dinámica utiliza un algoritmo que cambia automáticamente los pasos de tiempo. El número necesario de pasos de tiempo puede ser elevado debido a la masa (M) y a la rigidez (K) del mecanismo. Para garantizar una precisión de resolución óptima, el paso de tiempo es igual a 
. Si la rigidez (K) es elevada y/o la masa (M) es reducida, el paso de tiempo es pequeño, por lo que el tiempo necesario para el cálculo se prolonga. Compruebe los valores de masa y rigidez: un error común es mezclar las unidades. Por ejemplo, es normal experimentar un tiempo prolongado de simulación si se utilizan uniones de contacto 3D con rigidez considerable.
¿Qué precauciones se deben tomar en los mecanismos sobrerrestringidos?
Un mecanismo sobrerrestringido puede moverse, pero hay demasiadas cargas (fuerzas y momentos) para calcular en sus uniones con las hipótesis empleadas en la simulación dinámica. Esta situación se debe a la ausencia de separaciones en las uniones y en las piezas rígidas. Los resultados de las posiciones, las velocidades y las aceleraciones son correctos, pero la solución para las cargas de la unión no es única. Por ejemplo, un sistema de cuatro barras que contenga únicamente uniones de revolución está sobrerrestringido. Se mueve porque los ejes rotacionales son perfectamente paralelos en el modelo. Pero no es posible encontrar una solución única para todas las cargas de la unión. Si se cambian las dos uniones de revolución por una cilíndrica y otra esférica, el mecanismo deja de estar sobrerrestringido. De este modo, la solución para las cargas de la unión pasa a ser única.
¿Por qué hay menos uniones disponibles que en Inventor 11?
El motor de reducción de restricciones (CRE) se incorporó en Inventor 2008 y todas las versiones posteriores lo incluyen. El CRE genera uniones estándar automáticamente a partir de restricciones de ensamblaje. Ayuda a reducir la cantidad de datos innecesarios e inserta las uniones creadas en la carpeta Uniones estándar del navegador.
Si no desea crear uniones estándar automáticamente, abra el cuadro de diálogo Configuración de simulación dinámica, cancele la selección de la opción Convertir automáticamente restricciones en uniones estándar y se eliminarán todas las uniones. A continuación podrá añadir manualmente las uniones que desee.
¿Es posible acceder a Simulación dinámica desde la API?
Actualmente no es posible utilizar la API para ejecutar la simulación dinámica. Sabemos que los usuarios lo han solicitado, por lo que hemos registrado la petición para tenerla en cuenta en futuras versiones.
¿Es posible llevar a cabo análisis estáticos de ensamblajes?
La simulación dinámica puede calcular fuerzas y momentos en uniones, incluso en ausencia de movimiento. En ese caso, los efectos dinámicos no existen y la simulación dinámica produce resultados estáticos.
Por ejemplo, puede crear un péndulo, bloquear su grado de libertad en la unión de revolución y aplicar una fuerza externa en el extremo libre. Simulación dinámica dispone de la fuerza y del momento en la unión para equilibrar la fuerza externa.
También se puede crear una unión Punto-Plano en el segundo extremo del péndulo para bloquearlo y, después, aplicar la fuerza externa. Simulación dinámica también dispone de la fuerza y el momento en las dos uniones
Información útil
- En la simulación dinámica, los grupos (piezas o subensamblajes) son rígidos. El plegado (flexión) y el giro (torsión) de estos elementos se omiten.
- En esta hipótesis, el mecanismo puede estar sobrerrestringido. La simulación dinámica se resuelve independientemente del estado, pero las fuerzas y los momentos de las uniones son sólo una de las posibles soluciones, no la única.
¿Qué acciones hacen que las cargas exportadas a CEF se actualicen?
Las cargas identificadas para la exportación a CEF se actualizan siempre que se lleva a cabo una de las acciones siguientes:
- Se activa o desactiva un paso de tiempo en la columna correspondiente.
- Se pulsa Aceptar en el cuadro de diálogo Generar serie.
- Se selecciona una pieza para su exportación.
- Se suprime una pieza de la sección de exportación.
- Se desactiva una pieza de la sección de exportación.
- Se pulsa Aceptar en el cuadro de diálogo de configuración tras haber modificado el tipo de exportación (Análisis de tensión AIP o Ansys Workbench).
- Se activa o se desactiva Eventos precisos.
- Se valida el cuadro de diálogo Selección de caras de soporte de carga para CEF.
¿Cuál es la diferencia entre los pasos de tiempo y las imágenes cuando se ejecuta una simulación?
Los pasos de tiempo y las imágenes son salidas independientes de una simulación.
Los pasos de tiempo son el número de pasos que el software utiliza para ejecutar correctamente la simulación. El software optimiza este número en simulaciones complejas con el fin de que los datos correspondientes estén disponibles en el gráfico de salida. El número de pasos de tiempo siempre es igual o mayor que el número de imágenes especificadas. De este modo, el usuario puede ir al gráfico de salida para ver el paso de tiempo del incremento especificado o un valor arbitrario al pulsar la ventana del gráfico de salida.
"Imágenes" representa el número de imágenes visibles al reproducir la simulación. Se puede especificar cualquier número. El valor por defecto es 100/s.
Cuando se ejecuta una simulación de 1 segundo con la configuración por defecto (Tiempo final: 1 s, Imágenes: 100) se muestran 100 imágenes creadas para su reproducción. Una imagen cada 0,01 segundos. Los pasos de tiempo deben ser 100/s. para la simulación. Si la simulación es realmente compleja, el software puede aumentar este número de pasos de tiempo.
¿Qué formato de archivo de texto se debe usar para una spline?
Si desea utilizar un archivo de texto que contiene puntos de tangencia, estructure el archivo de la forma siguiente:
|
// comentarios |
Puede incluir una o varias líneas de comentarios en el archivo. Cada línea debe comenzar por “//”. Las líneas de comentario son opcionales. Sirven para describir la finalidad de la spline. |
| [Tangentes] T1 T2 | Especifica el valor de la tangente de los puntos inicial (T1) y final (T2) del sector. Estos valores se muestran como inclinación “inicial” y “final” en la interfaz del usuario. Si no se suministra ningún valor, se asume un valor de tangente implícito de 0.0 (tangente horizontal). Al igual que ocurre con las líneas de comentarios, esta línea es opcional, pero como hemos dicho, si no se da ningún valor de tangente, debe asumirse ciertos parámetros. |
| X 1 Y 1 | la lista de coordenadas de los puntos; se pueden mostrar tantos puntos como sea necesario. Especifique un punto por fila. |
| Ejemplo |
// // Puntos de simulación de spline de entrada // Valor: Par de la unión (N mm) // Referencia: Tiempo s [Tangentes] -3.40775 -5.27803 +0.000 +0.000 +4.313 +1.510 +7.954 -9.756 +1.000 +0.000 |
¿Por qué algunos engranajes rectos de Design Accelerator creados en versiones anteriores a Inventor 2009 no obtienen las uniones generadas automáticamente?
Los engranajes rectos heredados no reflejan las mejoras recientes. Por ello, es necesario actualizar los conjuntos de engranajes para incorporar en ellos esas mejoras. La siguiente lista muestra los aspectos que se deben comprobar cuando se trabaja con engranajes rectos heredados.
- Compruebe que la opción Convertir automáticamente restricciones en uniones estándar está activada.
- Asegúrese de que el ensamblaje de engranaje recto se ha definido como Flexible.
- Si los engranajes rectos se han creado en AIP 2008 o en una versión posterior, debe llevar a cabo uno de los procedimientos siguientes:
- Pulse con el botón derecho del ratón en el conjunto de engranajes y pulse Editar en Design Accelerator. En Design Accelerator, pulse Calcular y, a continuación, pulse Aceptar. El conjunto de engranajes se actualiza.
- Pulse con el botón derecho en el conjunto de engranajes y pulse Componente Solucionador manual (cerca del final del menú contextual).