Modelatge i enginyeria assistida amb ordinador

Amb l’evolució de les eines informàtiques i, en paral·lel, la millora de les prestacions dels ordinadors, s’ha produït un gran desenvolupament a l’hora d’utilitzar-los com a mitjà per vehicular-hi les tasques que desenvolupen els enginyers. En l’ús d’eines de disseny de prototips basats en models d’elements finits, concretament, representa una eina tremendament útil per desenvolupar estudis simulats de comportament d’un component o sistema davant de les accions que pugui rebre durant la vida en l’estadi del disseny.

Ansys, en particular, és una eina molt potent que permet fer aquests estudis i passar per totes les fases de disseny del model amb el mateix programari, amb un flux de treball molt dinàmic que optimitza els períodes de dedicació de l’enginyer. Es poden generar simulacions de gairebé qualsevol procés físic que se’ns pugui acudir, admetent qualsevol condició de contorn i característica del material. A continuació, detallo alguns exemples d’aplicació.

Dins del bloc de models mecànics: estudis lineals amb un comportament elàstic dels materials (aquests són els més senzills de resoldre). Estudis no lineals amb materials hiperelàstics com gomes, amb memòria de forma com el nitinol o que presenten fissuració com el formigó. Estudis no lineals amb evolució de contactes entre cossos, lliscaments, fregaments, despreniments, etc. Estudis no lineals en peces esveltes, en què apareguin efectes de segon ordre en deformacions i vinclament.

Al bloc de fluids, es poden realitzar estudis aerodinàmics com el de flux d’aire al voltant d’un vehicle, distribució de temperatura i cabals de flux de gasos calents en un sistema, cabals en xarxes de canonades, estudi de pèrdues de càrrega, etc. A més, existeixen mòduls específics per a anàlisis elèctriques, termoelèctriques i d’electromagnetisme.

Abans de començar a treballar en un model és recomanable establir un guió dels objectius que es busquen (esforços, temperatures, camp de velocitats), i quines simplificacions es podran realitzar. La senzillesa és la clau de l’èxit per a un dissenyador CAE. No oblidem que podem obtenir resultats molt similars amb models molt senzills. (No és necessari modelitzar fins a l’últim detall, fins a l’últim cargol). Ho dic perquè, en la meva dilatada experiència com a assessor en desenvolupament de models, m’he trobat amb alguns casos en els quals models que ja portaven un cost computacional de dies amb equips potents, es van poder simplificar i estalviar molt temps (deu minuts d’equip de còmput). No vull generalitzar, però, en la majoria de casos, els models que necessiten més d’una hora d’anàlisi són poc pràctics des del el punt de vista de disseny; i encara més en les primeres fases.

En funció de la complexitat del model, és important, en alguns casos (per exemple amb alta no linealitat), contrastar els resultats amb assajos de verificació que ens permetin comprovar que els paràmetres del model s’ajusten a la realitat. Un cop validat i verificat, podrem extrapolar-ne els resultats a altres models similars.

Com a conclusió, cal dir que hem d’aprofitar les eines de les quals disposem per al desenvolupament de la professió d’enginyer aplicant sempre el sentit comú i amb una visió crítica dels resultats que ens proporcionen.

Autor 1:

Jesús Mínguez

Doctorat en Enginyeria. Especialista en CAE i professor col·laborador d’Intelec

Publicat: 09/10/2017

Comparteix a
Cap vot de moment

Articles relacionats

Les claus de l'enginyeria inversa, una tècnica revolucionària

  • 14/12/2017

La divisió Enginyers & Tècnics de Page Personnel, marca de PageGroup,... Llegir més

Intel·ligència artificial que aprèn sense humans

  • 14/12/2017

El joc del go es va inventar a la Xina fa més de 2.500 anys i és dels més... Llegir més

Les infraestructures intel·ligents s’obren pas

  • 13/12/2017

Túnels que absorbeixen la contaminació, asfalt que s’autorrepara o sensors que... Llegir més