Descripción general En el análisis estructural de un ensamblaje con varias piezas, se pueden crear contactos para definir la relación entre las piezas. Los contactos transfieren la carga entre las piezas, además de impedir que las piezas se superpongan entre sí. Los contactos pueden simular la interacción entre los cuerpos que se separan o entran en contacto durante la carga. Sin los contactos, las piezas no interactúan entre sí en la simulación. Existen diferentes tipos de contacto que se pueden utilizar para simular el comportamiento físico de un ensamblaje. Este aprendizaje presenta un ensamblaje modelado con muchos de los tipos de contacto disponibles en el análisis de tensión de Inventor. Los contactos ya se han creado en el modelo, ya sea manual o automáticamente. Apertura del ensamblaje COMPARTIR ME GUSTA (0) Un modelo de una pistola de calafateo ilustra diferentes tipos de contacto y cómo se utilizan en un análisis estructural estático. 1. Pulse Abrir. 2. Defina Tutorial_Files.ipj como archivo de proyecto. 3. Abra Contactos de análisis de tensión Caulk gun.iam. ¿Cómo funciona una pistola de calafateo? COMPARTIR ME GUSTA (0) Al crear la simulación, hemos tenido en cuenta los siguientes aspectos mecánicos de la pistola de calafateo. 1. El usuario sostiene la empuñadura [1] y presiona el gatillo [2]. 2. El extremo del pasador del gatillo [3] desplaza el accionador [4] hacia delante. 3. El accionador se acopla al pistón [5] y lo desplaza hacia adelante. 4. La cabeza del pistón [6] presiona la parte inferior del tubo de calafateo. 5. El tubo se mantiene en el lugar adecuado gracias a una anilla [7] situada en el extremo de la pistola de calafateo. Simulación del ensamblaje COMPARTIR ME GUSTA (0) La pistola de calafateo es un ensamblaje compuesto por varias piezas, algunas de las cuales se pueden desplazar. Pueden existir varias situaciones de funcionamiento para la pistola de calafateo, pero hemos decidido simular el ensamblaje en un estado de equilibrio estático. En esta simulación se analiza el momento en que se aprieta el gatillo y la fuerza de compresión concentrada en la parte inferior del tubo de calafateo está a punto de superar la resistencia del tubo interno. En este instante, justo antes de que el calafeteo salga del tubo, el ensamblaje se encuentra en un estado de equilibrio estático. En la cinta de opciones, haga clic la ficha Entornos tensión panel Iniciar para acceder al entorno de análisis de tensión. Análisis de Expanda Caulk Gun.iam en el navegador de Análisis de tensión. Los componentes siguientes se han excluido de la simulación: Tubo de calafateo [8] Muelle del accionador [9] (no se ha modelado, pero se simula mediante el contacto con el muelle) Muelle de bloqueo [10] Tope de seguridad [11] Tipos de contacto COMPARTIR ME GUSTA (0) El análisis de tensión de Inventor proporciona los tipos de contacto siguientes: Fijado Separación Deslizante/Sin separación Separación/No deslizante Ajuste por contracción/Deslizante Ajuste por contracción/No deslizante Muelle En el navegador de Análisis de tensión, expanda el nodo Contactos para ver los tipos de contacto que se están utilizando para la simulación de la pistola de calafateo. A medida que se van creando o editando contactos, éstos se añaden a nodos de tipos de contacto existentes o nodos recién creados. En el navegador, pulse con el botón derecho del ratón en un contacto y seleccione Editar contacto. Aparece el cuadro de diálogo Editar contacto automático o Editar contacto manual de diálogo y muestra los tipos de contacto disponibles: Contacto fijado COMPARTIR ME GUSTA (0) El contacto fijado simula la fijación rígida de las caras entre sí. Entre los contactos fijados típicos se encuentran las uniones por soldadura o encoladas entre dos piezas. En el modelo, las interfaces estructura frontal-estructura principal y estructura frontalempuñadura son uniones por soldadura, tal y como se muestra en la imagen siguiente. Los contactos fijados se utilizan para simular estas uniones en la simulación. Contacto de separación COMPARTIR ME GUSTA (0) El contacto de separación permite separar las piezas pero impide que éstas se superpongan entre sí. En el modelo, el extremo del pasador del gatillo entra en contacto con el accionador. Cuando presione el gatillo, el extremo del pasador del gatillo desplazará el accionador hacia delante. Cuando suelte el gatillo, el extremo del pasador y el accionador se separan. Dado que el extremo del pasador no puede penetrar el accionador y es posible que las piezas se separen, la relación de contacto se simula mediante el contacto de separación. Contacto deslizante y sin separación COMPARTIR ME GUSTA (0) El contacto deslizante/sin separación permite que permite el deslizamiento relativo entre las caras de contacto, pero impide la separación. El contacto deslizante/sin separación puede darse entre las caras planas como la interfaz gatillo-empuñadura. También puede estar presente entre caras circulares como las interfaces pasadorempuñadura y pasador-gatillo. Contacto de separación y no deslizante COMPARTIR ME GUSTA (0) El contacto de separación/no deslizante permite separar las caras que estén en contacto, pero impide el deslizamiento relativo cuando se tocan. Para la interfaz accionador-pistón, el contacto de separación/no deslizante es adecuado. Cuando se presiona el gatillo, el accionador se empuja hacia adelante. El resultado es la separación entre la superficie superior del pistón y el accionador. Al mismo tiempo, se produce el acoplamiento entre la superficie inferior del pistón y el accionador. Es razonable suponer que el acoplamiento o separación se produce sin que el accionador ni el pistón se deslicen hacia abajo. En la imagen siguiente, observe que las superficies del pistón y el accionador están divididas en varias caras. De este modo, las superficies de contacto se definen de forma más explícita. Contacto de ajuste por contracción y no deslizante COMPARTIR ME GUSTA (0) El contacto de ajuste por contracción/no deslizante simula condiciones como Separación/No deslizante con las piezas en un estado inicial de interferencia. El modelo tiene una anilla que se ajusta perfectamente a la estructura frontal e impide que el tubo de calafateo salga de la pistola de calafateo cuando el pistón se desplaza hacia delante. La cara frontal de la anilla entra en contacto con la estructura frontal sin penetrarla. Por lo tanto, esta interfaz se simula con el contacto de separación. El diámetro exterior de la anilla tiene un ajuste de interferencia con respecto a la estructura frontal. La anilla se ajusta a presión a la estructura para que permanezca en la posición adecuada sin ninguna pistola de calafateo. Este ajuste a presión permite el operador sacar la anilla con facilidad y reemplazarlo por otra de un tamaño distinto, según corresponda. El diámetro exterior de la anilla y la estructura frontal pueden separarse sin deslizarse. Dado que inicialmente se encuentran en un estado de interferencia, el contacto de ajuste por contracción/no deslizante es apropiado. Contacto de muelle COMPARTIR ME GUSTA (0) El contacto de muelle simula las condiciones de un muelle entre dos caras. En el modelo, el muelle del accionador se simula mediante un contacto de muelle. El uso del contacto de muelle elimina las complejidades asociadas con el modelado de la pieza física del muelle. Cargas y restricciones COMPARTIR ME GUSTA (0) Una vez definidos los contactos, continúe con el análisis del modelo. Para utilizar la pistola de calafateo, sostenga la empuñadura y presione el gatillo. Desde el punto de vista del análisis estático, los componentes reciben la fuerza y se deforman antes de que la cabeza del pistón se desplace hacia la parte inferior del tubo. Es razonable suponer que los componentes se deforman con respecto a la estructura principal. En tal caso, es posible aplicar: Una restricción fija en el extremo de la estructura principal [12] Fuerza en la empuñadura [13] Fuerza en el gatillo [14] Fuerza en la cabeza del pistón [15] Fuerza en la anilla [16] El tubo se mantiene en su lugar gracias a la estructura frontal, la anilla y la cabeza del pistón. Cuando la fuerza de la cabeza del pistón es lo suficientemente grande, la parte inferior del tubo se desplaza hacia delante y expulsa el calafateo fuera del inyector. Para el análisis estático, simulamos el momento en que la fuerza concentrada en la parte inferior del tubo está en equilibrio con la resistencia del tubo. Antes de que la parte inferior del tubo se mueva, examinaremos la tensión y la deformación de toda la estructura y los componentes. Resultados de la simulación COMPARTIR ME GUSTA (0) 1. En la ficha Análisis de tensión, en el panel Resolver, haga clic en Simular . 2. En el cuadro de diálogo Simular, pulse Ejecutar para iniciar la simulación. El cuadro de diálogo Simular permanece abierto, mostrando la barra de progreso, hasta que el cálculo se haya completado. Cuando la simulación haya terminado, se mostrará un trazado de deformación del modelo en la ventana gráfica. Los resultados Tensión de Von Mises también se muestran utilizando la configuración de la barra de colores por defecto. En el panel Mostrar, haga clic en Valor máximo para ver la tensión máxima y su ubicación. El valor máximo de Tensión de Von Mises de aproximadamente 291 MPa se encuentra en el pasador. Para ver la ubicación de la tensión máxima, desactive la visibilidad de todas las piezas, excepto del pasador. Como esta tensión es mayor que el límite de elasticidad del material del pasador (acero) de 207 MPa, el análisis indica que el pasador se ensanchará. Para cumplir los criterios de resistencia, debe modificar el diseño o cambiar el material del pasador. Nota: En este aprendizaje, el modelo se ha ideado para ilustrar los tipos de contacto y su aplicación. Algunas áreas de contacto, como la interfaz pistón-accionador, son pequeñas. Tenga cuidado a la hora de proporcionar los valores de rigidez y fuerza del muelle, puesto que los valores de los parámetros pueden afectar a los resultados de desplazamiento y tensión. También debe tener en cuenta que algunas piezas pueden tener áreas de gran deformación, que son más adecuadas para un análisis no lineal.
