RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 369 DE 384 …

RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 369 DE 384 TUTORIAL 9 MODELO DE MARTILLO EN 3D ALGOR 13

UNIVERSIDAD DE LAS AMÉRICAS PUEBLA OTOÑO 2003

Tutorial #9 Modelo de Martillo en 3D Para la creación de geometrías tridimensionales complejas, el paquete Superdraw es difícil de manejar, por lo que existe la posibilidad de importar archivos desde otros paquetes de diseño, como lo es Autocad. En esta práctica se generará primero el wireframe de un martillo en Autocad, para después ser importado a Algor. Dentro de Algor, se aplicarán las superficies y se creará la malla, para su posterior análisis. Creación el Wireframe en Autocad.

Creación de la Cabeza del Martillo Entrar a Autocad vpoint <Enter> -1, -1, 0.7 <Enter> Cambio de punto de vista. ucs <Enter> Cambio del sistema coordenada del usuario. y <Enter> -90 <Enter> <Enter> z <Enter> -90 <Enter> arc <Enter> c <Enter> Crear 3 arcos de 90 grados y radio de 1 para la

cabeza del martillo. 0,0 <Enter> 1,0 <Enter> 0,1 <Enter> <Enter> c <Enter> 0,0 <Enter> 0,1 <Enter> -1,0 <Enter> <Enter> c <Enter> 0,0 <Enter> -1,0 <Enter> 0,-1 <Enter> Line <Enter> Crea la base del martillo 0,-1 <Enter> 1,0 <Enter> <Enter> Copy

Copiar la cara del martillo

Mouse Con el mouse seleccione los objetos dibujados con anterioridad

<Enter> 0,0 <Enter> 0,0,2 <Enter> arc <Enter> c <Enter> Crear 3 arcos de 90 grados y radio de 1 para la

cabeza del martillo. 0,0,-1 <Enter> .5,0 <Enter> 0,.5 <Enter> <Enter> c <Enter> 0,0,-1 <Enter> 0,.5 <Enter> -.5,0 <Enter> <Enter> c <Enter> 0,0-1 <Enter> -.5,0 <Enter> 0,-5 <Enter>

Line <Enter>



0,-.5,-1 <Enter> .5,0,-1 <Enter> <Enter> Line <Enter> Unión de los arcos 0,-1,2 <Enter> 0,-1,0 <Enter> 0,-.5,-1 <Enter> <Enter> <Enter> 1,0,2 <Enter> 1,0,0 <Enter> .5,0,-1 <Enter> <Enter> <Enter> 0,1,2 <Enter> 0,1,0 <Enter> 0,.5,-1 <Enter><Enter> <Enter> -1,0,2 <Enter> -1,0,0 <Enter> -.5,0,-1 <Enter><Enter> Creación de cara del martillo Figura 8. 9. 3 Line <Enter> -1,0,2<Enter> 0,0,2<Enter> 0,-1,2 <Enter> <Enter> <Enter> 0,1,2 <Enter> 0,0,2<Enter> 1,0,2 <Enter> <Enter> <Enter>.5,0,-1<Enter> 0,0,-1<Enter> 0,.5,-1<Enter><Enter> <Enter>0,-0.5,-1<Enter> 0,0,-1<Enter> -0.5,0,-1<Enter><Enter>



Figura 8. 9. 1

Figura 8. 9. 2

Creación del Mango Line <Enter> 0.25,-0.75,1.5 <Enter> 0.75,-0.25,1.5 <Enter> 0.75,-0.25,0.5 <Enter> 0.25,-0.75,0.5<Enter> C <Enter> Cierre el rectángulo Line <Enter> 0,-1,2 <Enter> 0.25,-0.75,1.5 <Enter> <Enter> <Enter> 1,0,2 <Enter> 0.75,-0.25,1.5 <Enter> <Enter> <Enter> 0,-1,0 <Enter> 0.25,-0.75,0.5 <Enter><Enter> <Enter> 1,0,0 <Enter> 0.75,-0.25,0.5<Enter> <Enter> copy Copiamos la base del mango mouse Con el mouse seleccionamos el rectángulo que forma la base

del mango <Enter> 0,0,0 <Enter> 3,-3,0 <Enter> Line <Enter> 3.75,-3.25,1.5<Enter> 0.75,-0.25,1.5 <Enter> <Enter> <Enter>3.25,-3.75,1.5<Enter> 0.25,-0.75,1.5<Enter> <Enter> <Enter>3.75,-3.25,0.5<Enter> 0.75,-0.25,0.5 <Enter> <Enter> <Enter>3.25,-3.75,0.5 <Enter> 0.25,-0.75,0.5 <Enter> <Enter>



Figura 8. 9. 3 Modelo Wireframe del martillo terminado en Autocad.

Salva el dibujo en formato DXF.

¡ USE UN NOMBRE DE ARCHIVO DE 8 CARACTERES O MENOS ¡

I. Preprocesamiento

“Start:Programs:Algor Software: Algor FEA”

Haga clic en el botón Start después. Lleve el mouse a “Programs” y haga clic. Seleccione “Algor ” y luego haga clic en “Algor FEA”.

La siguiente pantalla aparecerá:



Figura 8. 9. 4 Con el mouse seleccione el icono NEW y de doble clic y después el icono de Superdraw

.

Figura 8. 9. 5 Superdraw III aparecerá ahora.

Importando el dibujo de Autocad “File: Import: CAD

Wireframe Model” Importe un modelo en wireframe

“Type: AutoCAD (dxf)” Asegurese que el tipo de archivo sea DXF “Open” Busque el archivo que salvo en Autocad formato DXF y haga

click en Open. Algor automáticamente le asigna el mismo nombre al modelo que el que tiene el dibujo dxf.

Creación del modelo con Superdraw III

"Tools:Model Data Control"

Abra la pantalla de Model Data Control

"Units" Presione el botón “Units” en la pantalla de Model Data

Control.



Control. "English (in)" Seleccione el sistema Ingles en pulgadas (English in) "Ok" Presione OK para continuar "Analyze: Analisis Type:

Linear Stress and Vibration"

Accese el menu ANALYSIS TYPE y seleccione “Linear Stress Analysis” desde el submenu.

"Static Stress" Seleccione “Static Stress” desde la opción “Linear Stress and Vibration”. Alternativamente seleccione “Linear Static Stress” en Analysis Type dentro de Model Data Control.

“Close” Cierre la pantalla de Model Data Control.

Dibujo de la malla. El dibujo de la malla requiere precisión y cuidado, en caso de cometer algún error es necesario presionar inmediatamente el botón F2

View Utilities

"View:Pre-Defined Views: Isometric"

Seleccione la vista isométrica.

View Utilities “View: Enclose” Encierre el dibujo en la pantalla “FEA Mesh: Supersurf” Abra el programa Supersurf. Este se utiliza para generar las

mallas de modelos mas complejos de una manera manual. A diferencia de los comandos de mallado de Superdraw este no elimina los objetos iniciales por lo que es mas fácil generar mallas de modelos de muchas líneas.

Dibujo de la malla en Supersurf

“Construct : 3-patch/t: Not sweep” Crea una superficie entre 3 líneas. mouse Con el botón izquierdo del mouse seleccione la línea marcada

como 1, después la numero 2 y finalmente el arco ver Figura 8. 9. 6. Es importante marcar los puntos cerca del centro del círculo y en sentido horario.

mouse Repita el proceso para completar la cara del martillo incluyendo la parte de 3 caras inferior hasta que el dibujo se vea como la Figura 8. 9. 8

Figura 8. 9. 6

Figura 8. 9. 7



Figura 8. 9. 8

<Esc> Regrese al menú anterior “Sweep” Crea una superficie que sale desde una generatriz y que corre a lo

largo de una línea guía. Figuras 8. 9. 9 y 8. 9. 10 Mouse Con el mouse seleccione el arco marcado con el número 1y

después la línea numero 2 para generar la tapa del martillo Mouse Repita la operación en las otras 2 tapas <Esc> “: 2-Objt/t” Construya superficies entre 2 objetos mouse Con el mouse seleccione el arco A y después el arco B, vea

Figura11. Es importante seleccionar los arcos cerca de la misma línea para evitar una malla cruzada.

Mouse Repita la operación para unir los arcos C con D y E con F Ver Figura 8. 9. 12 y 8. 9. 13.



Figura 8. 9. 9

Figura 8. 9. 10

Figura 8. 9. 11

Figura 8. 9. 12

Figura 8. 9. 13



Figura 8. 9. 14

Figura 8. 9. 15

Figura 8. 9. 16

<Esc> “Construct: 2-Objt/t” Construya superficies entre 2 objetos mouse Con el mouse seleccione la línea O del mango del martillo y únala

con la línea P. Vea Figura 8. 9.14 mouse Repita la operación de P a Q y en las otras 2 caras para crear todas

las superficies del mango, vea Figuras 8. 9. 15 y 8. 9. 16

<Esc> “3-patch/t: Not sweep” Crea una superficie entre 3 lineas. mouse Con el botón izquierdo del mouse seleccione la línea marcada

como 1, después la número 2 y finalmente el arco. mouse Repita la operación hasta completar la cara



<F10> Ingrese al menú de dibujo para cambiar la vista JetView Con el mouse seleccione una posición que le permita

cómodamente finalizar las superficies del dibujo. <Esc> Regresamos al menú anterior “Construct: 2-Objt/t” Construya superficies entre 2 objetos mouse Con el mouse genere la superficie inferior del mango Fig 8. 9. 17 mouse Finalmente genere la superficie inferior de la cabeza del martillo

como lo muestra la Figura 8. 9. 18

Figura 8. 9. 17

Figura 8. 9. 18



<Esc><Esc> Regrese al menú principal “Render:Render” Crea una vista sombreada del modelo. “Quick mesh:Number-u" Indica que se creara una malla cada superficie. 3 <Enter> Da un valor de 3 x 3 divisiones a las mallas “Test” Prueba la malla “File msh” Salva el modelo con la malla <F9> “Done” Salir de SuperSurf

Figura 8. 9. 19 Modelo sombreado

Generacion de la malla solida

File Utilities

"File:Save" Guarde el modelo Superdraw actual.

FEA Mesh Tools “FEA Mesh: Solid Mesh Generation”

Escoja la opción para generar una malla solida (3d)

“Type:Tetrahedral” En el campo Type, asegurese que este seleccionado el tipo Tetrahedral (tetrahedros)

“Generate” Genere la malla solida. Aparecera una pantalla de dialogo dando los datos de la malla generada. Presione OK para aceptar.

“Done” Cierre la pantalla de Solid Mesh Engines. Vera como el modelo ahora tiene una malla dentro del interior del cubo. Esta malla se encuentra dibujada en el layer 0.



Figura 8. 9. 20 Sólido generado

Insertando los datos del Modelo FEA

File Utilities

"File:Save " Guarde el modelo Superdraw actual.

"File:Export to FEA Editor."

Esto transferirá la geometría dibujada al editor FEA

Una vez que se carga en el FEA Editor aparece un árbol en la parte izquierda con cruces rojas indicando los datos que se requieren para el análisis. Para modificarlos simplemente seleccionamos el elemento con el mouse y damos doble clic Definición de material

"Modify:Material" Seleccione el campo "Material" para activar la pantalla de selección de material, ya sea con doble clic en el árbol de opciones o sobre el modelo con el botón derecho del mouse

Steel (ASTM-A36) De la lista de materiales, seleccione “Steel (ASTM-A36)” haciendo doble clic en el nombre. La pantalla de materiales desaparece indicando que el material fue aceptado, este aparece mostrado en la columna “material” del Model Data Control

Las demás propiedades del elemento vienen definidas desde superdraw por lo que no es necesario establecer el tipo de elemento ni su definición.



Definición de condiciones de frontera nodales.

Las condiciones de frontera se pueden colocar directamente sobre el dibujo

“Selection:Shape:Rectangle”

Haga clic con el botón derecho del mouse en el área de trabajo y seleccione Rectangle o bien desde el menú, selection, shape, Rectangle

“Selection:Select:Vertices” Selecciona los vértices Mouse Con el botón izquierdo del mouse seleccione los nodos del mango

del martillo ver Figura 8. 9. 21

"Edit: Add FEA Object: Boundary Condition"

Accese el menú Boundary Conditions, de FEA Add en Edit. Aparecerá la pantalla para añadir condiciones de frontera. O bien oprima el botón derecho del mouse en el área de trabajo seleccione Add Boundary Condition

Fixed

Seleccione la opción fixed para restringir completamente el movimiento.

OK Un triángulo aparecerá indicando su restricción.

Figura 8. 9. 21Aplicando las condiciones de frontera

Adición de casos de carga.

“View:Orientation:XZ Front”

Cambie la vista lateral



Selection:Shape:rectangle

Seleccione la opción para escoger varios nodos a la vez

Mouse Con el mouse dibuje un rectángulo que encierre los nodos de la cara más grande del martillo como en la Figura 8. 9. 22

Mouse: Add: Force Presione el botón derecho del mouse en cualquier parte sobre el área de trabajo y seleccione la opción Add. Una ventana aparecerá seleccione la opción Forces

“Magnitude:30000” En el campo de magnitude escriba 30000 “X” Seleccione la casilla de X para indicar la dirección “Ok” Las 3 fuerzas aparecerán en los nodos

Figura 8. 9. 22 Fuerzas nodales aplicadas.

Definiendo la Información Global

“Analysis :Parameters”

Abra el menú de análisis y seleccione parameters

"OK" Presione OK para aceptar la información global y regresar a la pantalla de Model Data Control. Esto se tiene que llevar a cabo para que Algor sepa que NO queremos cambiar nada (de otra manera asume que se nos olvido).

II. Procesamiento En la fase de procesamiento, se analizará el modelo utilizando el Linear Stress Analysis Processor (ssap0). 1. Análisis del modelo con el Linear Stress Analysis Processor

"Analysis: Perform Analysis"

Presione el botón “Perform Analysis” en el menú Analysis para abrir la pantalla de Analisis.



Allocated Memory:

Seleccione el campo de Allocated Memory. Aquí controla cuanta memoria RAM quiere dedicar al análisis. Mientras más memoria utilice más rápido ira el análisis, pero nunca dedique toda la memoria de la computadora para el análisis, ya que esto no permitirá a otros procesos del sistema operativo y del software a funcionar correctamente.

35834 En este caso dedicamos 34 Mb de RAM para el análisis (como el modelo es muy simple aun dejando 4 Mb de RAM es mas que suficiente).

“Analyze” Presione el botón Analyze para iniciar el análisis.

Una vez que el análisis termine, aparecera una pantalla de dialogo diciendo que el analisis termino, y si ocurrieron errores o avisos durante su ejecucion. Presione “Done” en la pantalla de Analysis para salir de esta y regresar al Model Data Control. III. Postprocesamiento Visualización de los desplazamientos. Observación de desplazamientos.

"Results:Displacement Data: Displaced Model"

Abra el menú de desplazamientos, una ventana aparecerá con opciones.

"Displaced model on" Active la casilla del modelo desplazado.

"Undisplaced model on" Active la casilla del modelo no desplazado. “Calculate Scale” Seleccione automáticamente la escala del desplazamiento Figura

8. 9. 23

Figura 8. 9. 23 Menú de desplazamiento



Figura 8. 9. 24 El modelo deformado.

Visualización de esfuerzos. "Results " Accese el menu Results. "Von Mises Stress" Seleccione tipo de vigas-armaduras del menu POST-DI.

Figura 8. 9. 25 Visualización de los esfuerzos von Mises

Si usted desea salir de Superdraw III, utilice el comando "File:Exit".

"File:Exit" Salga de Superdraw III.

Felicidades. Usted ha completado exitosamente este tutorial.

Documents

RAYMUNDO MALDONADO JAZZÁN PAGINA 369 DE 384 …