Simulaciones en Fusion 360 (I)

Las simulaciones Fusion 360 consisten en la utilización de técnicas matemáticas y computadores que permiten imitar el funcionamiento de cualquier tipo de operación o proceso del mundo real. En sí, es el estudio del comportamiento de sistemas a través del ejercicio de modelos.

Fusión 360 utiliza el Análisis de Elementos Finitos (FEA), un método digital para predecir cómo un objeto del mundo real reaccionará a las fuerzas, el calor, la vibración, y otros. También muestra si un objeto se romperá, se desgastará o funcionará de la manera en que fue diseñado.

Se llama análisis, pero en el ciclo de diseño se usa para predecir qué sucederá cuando se use el producto. Se puede usar FEA para minimizar la necesidad de crear prototipos físicos y realizar pruebas destructivas.

El método de elementos finitos funciona descomponiendo un objeto real en un gran número de elementos (de 1000 a 100 000), como pequeños tetraedros o cubos. Establece ecuaciones matemáticas para predecir el comportamiento de cada elemento.

Simulaciones disponibles en Fusion 360

Análisis de Estrés Estático

Para entender este tipo de simulaciones Fusion 360 debes conocer algunas definiciones:

El estrés: se define como la fuerza que actúa por unidad de área. Se calcula a partir de la tensión (alargamiento o compresión por unidad de longitud) y la rigidez del material.

Cargas estáticas: Son todas aquellas cargas que no varían su magnitud durante el transcurso del tiempo.

Así el Análisis de Estrés Estático permite interpretar el desplazamiento, las tensiones, el factor de seguridad, las reacciones y los criterios comunes de falla.

Análisis de Frecuencia Modal

Permite analizar las características naturales de vibración libre de una pieza o conjunto. A partir de los resultados, puede investigar las formas de varios modos de vibración, las frecuencias correspondientes y sus factores de participación en masa.

Para esto se deben conocer las siguientes definiciones:

Frecuencias Modales: Las estructuras exhiben frecuencias de vibración naturales múltiples cuando son excitadas por una fuerza, aceleración o desplazamiento impuestos. La forma en que la estructura se mueve para una frecuencia natural particular se denomina «forma de modo».

Frecuencia natural: Es la frecuencia a la que un sistema mecánico seguirá vibrando después que se quita la señal de excitación. Algunos le llaman la «frecuencia de resonancia», pero es incorrecto ya que la frecuencia de resonancia es la frecuencia a la que vibraría el sistema si no hubiera amortiguación.

Análisis Térmico

Los análisis térmicos se hacen a partir de transferencias de calor en estado estacionario. De este modo se determina la distribución de temperatura en estado estable y el flujo de calor.

Los parámetros de diseño a menudo pueden involucrar una temperatura crítica máxima que causa una falla en la pieza. Si su diseño es parte de un sistema más grande puede ser de interés comprender y controlar el flujo de calor.

Los análisis térmicos nos proporcionan los perfiles de temperatura y la percepción de la transferencia de energía. Esto es más útil cuando tenemos piezas que tienen un criterio de falla térmica, como un chip de computadora, o cuando la seguridad es una preocupación, como un radiador.

Análisis de Estrés Térmico

Se utiliza un estudio de estrés térmico para evaluar los esfuerzos inducidos por alguna carga térmica. Si te preguntas si se deformará la pieza como resultado de algún cambio en la temperatura o si se pueden ensamblar los componentes tal como se diseñaron después de experimentar la carga térmica puedes usar el análisis de estrés térmico para explorarlo.