Mecánicos

Simulaciones mecánicas

Gracias a las simulaciones mecánicas, la estructura del dispositivo se analiza ya en la etapa inicial de diseño. El producto se evalúa en la fase de boceto, lo que permite simular múltiples soluciones sin necesidad de fabricar herramientas y piezas costosas. Incluso antes de la creación del primer prototipo, se calcula la resistencia mecánica de los productos y se lleva a cabo la optimización del diseño.

Tras la fase de simulación, se obtiene un prototipo que está cuidadosamente concebido y diseñado para cumplir con los altos requisitos de los clientes. De este modo, se logra reducir el tiempo y los costes necesarios para la producción del dispositivo final.

¿Qué nos aportan las simulaciones mecánicas?

Ahorro en la etapa de desarrollo del producto;
Evaluación de la estructura en términos de resistencia;
Optimización de la estructura/diseño;
Determinación de las fuerzas que actúan en los componentes;

Visualización del movimiento de los mecanismos;
Optimización de los mecanismos en cuanto al ruido;
Determinación del ciclo de vida del producto.

¿Qué simulamos?

Montaje del producto;
Funcionamiento de los enganches;
Choque mecánico;
Vibraciones aleatorias/forzadas;
Fuerza de extracción/conexión/desconexión (misuse force);

Cinemática de mecanismos;
Caída libre;
Aplastamiento por rueda;
Colisiones e impactos.

Las simulaciones mecánicas en nuestra empresa se dividen en 4 grupos principales:

Estática
Dinámica no lineal
Cinemática
Vibraciones

Estática

La estática es el grupo más amplio de cuestiones mecánicas que aborda el área de simulación. Se refiere a fenómenos que cambian lentamente en el tiempo, como el montaje de dispositivos o el funcionamiento de los enganches. El objetivo principal de este tipo de análisis suele ser prever el comportamiento de la estructura bajo la influencia de las cargas aplicadas, basándose en la distribución de tensiones, fuerzas de reacción y deformaciones. Las simulaciones estáticas constituyen, entre otros aspectos, la base para la evaluación de la fatiga de bajo número de ciclos del material.

Cinemática

La cinemática forma parte de la mecánica y se ocupa del aspecto geométrico del movimiento de los cuerpos (mecanismos) sin tener en cuenta su masa ni las fuerzas que actúan sobre ellos. A diferencia de la estática, durante la simulación todos los cuerpos que forman parte de la cadena cinemática se consideran cuerpos rígidos y no se analizan sus deformaciones. En este ámbito, mediante simulaciones cinemáticas analizamos:

Ruedas y engranajes
Mecanismos reductores (gearbox)
Ejes y rodamientos
Elementos de unión mecánica
Muelles
Cadenas/correas
Levas
Motores
Embragues
Transmisión tornillo-tuerca

Dinámica no lineal

La dinámica no lineal se ocupa de fenómenos que cambian rápidamente en el tiempo; estas simulaciones también se realizan mediante el método de los elementos finitos. Entre las simulaciones dinámicas más frecuentes se incluyen:

Prueba de colisión (crash test)
Prueba de caída (free fall)
Impacto de cabeza (head impact)
Impacto frontal/trasero (front/rear impact)
Aplastamiento por rueda (over run)

Vibraciones

Las pruebas de vibraciones tienen una gran importancia en el proceso de validación del producto. La simulación de vibraciones se refiere a fenómenos repetitivos en el tiempo, de baja amplitud, pero que actúan a lo largo de muchos ciclos, del orden de millones. En este ámbito simulamos vibraciones propias, vibraciones aleatorias y vibraciones forzadas. El objetivo más habitual de este tipo de evaluación es determinar las frecuencias naturales de vibración, prever posibles resonancias, la respuesta de la estructura y la magnitud de las amplitudes.

Las simulaciones de vibraciones también constituyen la base para la evaluación de la fatiga de alto número de ciclos del material.