PU247 - Plásticos Universales

SIMULACIÓN ESTRUCTURAL 50 Roberto Dart, investigador de Ingeniería en Aimplas VENTAJAS DE LA SIMULACIÓN ESTRUCTURAL PARA EL DISEÑO Y DESARROLLO DE PRODUCTO La simulación estructural es un método matemático utilizado para estudiar, analizar y determinar el comportamiento mecánico de los productos de forma virtual, lo cual permite optimizar el diseño y anticiparse a posibles fallos y/o modificaciones futuras. Por ello, esto supone un beneficio económico para las empresas intensivas en I+D, cuyos intereses se enfocan en el desarrollo de productos. La simulación por elementos finitos es unmétodomatemático, pensado para computadoras, que permite resolver ecuaciones diferenciales asociadas a cuestiones físicas sobre geometrías complicadas, pudiendo diseñar y mejorar de antemano productos y aplicaciones de forma virtual. Este método da la posibilidad de analizar cualquier geometría, independiente- mente de su complejidad, obteniendo resultados con la precisión deseada. Dentro de la simulación de elemen- tos finitos se encuentra la simulación estructural, la cual es utilizada para estudiar, analizar y determinar el comportamiento mecánico de la combinación de geometrías junto a las correspondientes cargas y restric- ciones asociadas y los materiales. Es por ello que, uno de los principales beneficios de este tipo de simulaciones es la de predecir las zonas suscepti- bles de rotura de los productos, con la intención de anticiparse y realizar las modificaciones correspondientes previamente a la fabricación industrial. Estas simulaciones se realizan gracias a la discretización de la geometría, es decir, a la división de la geometría en elementos más pequeños (unidos entre sí), dando lugar a un dominio discreto (malla), lo que conlleva a obtener una solución discreta. Por tanto, teniendo en cuenta el esquema típico de un proyecto de desarrollo de producto, este tipo de simula- ciones se realizan previamente a la industrialización. De forma genérica, los principales tipos de simulación estructural son: análisis elástico y análisis plástico: El análisis elástico o también conocido como análisis lineal, se basa en la teoría de que el comportamiento tensión- deformación del material es lineal, es decir, no se tiene en cuenta en el estudio la zona plástica del material. Es por ello que este tipo de análisis se utilizan cuando el material es lineal (no dispone de zona plástica) o los desplazamientos son pequeños. En cuanto a los datos previos necesarios para la realización de este tipo de análisis se encuentran: módulo de elasticidad, coeficiente de Poisson y tensión del límite elástico. Estos datos pueden ser obtenidos a partir de la ficha técnica de los materiales o, en su ausencia, realizando el correspondiente ensayo normalizado en una máquina de ensayos universal. El análisis plástico o también cono- cido como análisis no lineal, se tiene en cuenta toda la curva tensión- deformación del material, lo cual es Imagen 1. Esquema básico de un proyecto de desarrollo de producto.