Optimización-practica Español.docx

Una parte de acero de aleación se compone de un eje cilíndrico largo 180 mm se unió a perpendicular a una barra rectangular de longitud 100 mm. excepto el filete de 2 mm entre el cilindro y el rectángulo, dimensiones adicionales de esta parte están incluidos en la figura 1. Esta parte puede considerarse como una viga de voladizo en forma de "L". El objetivo de este ejemplo es minimizar el peso de la pieza mientras sujeta restricciones y cargas que se muestra en la Fig. 2.

Extremo fijo de la viga voladiza en forma de L

Figura 1 – vista dimensionados del componente de la máquina denominada L-parte Un modelo de simulación de solidworks de la parte L y una parte de su estudio de simulación se muestran en la figura 2. Este ejemplo comienza con un modelo parcialmente completado por dos razones. En primer lugar, un estudio inicial es necesario antes de iniciar la optimización y el proceso de diseño. Y, en segundo lugar, comenzando con un modelo parcialmente terminado nos permite centrar la atención en nuevos temas, más que repitiendo temas masterizados en capítulos anteriores. La figura 2 muestra una restricción fija aplicada en el extremo A de la barra cilíndrica AB y una fuerza hacia abajo de 775N actuando sobre la superficie en el extremo C del segmento rectangular BC. Otras informaciones exigidas por el diseño de optimización es que la tensión en la parte no debe exceder de la mitad de la fuerza de producción material (S y = 620.422 e6 N/m2) y la deflexión máxima permisible de la parte no debe exceder 2.50 mm.

1. abrir solidworks haciendo las siguientes selecciones. (Nota: ">" se utiliza para separar las selecciones de menú sucesivas). Inicio > todos los programas > solidworks 2012 (o) haga clic en el icono de solidworks en su pantalla

2. Cuando solidworks se abre, seleccionar archivo > abrir... entonces utilizar procedimientos comunes al entorno de la computadora para abrir el archivo llamado "L-Part."

COMPLETADO Y EJECUTAR EL ESTUDIO INICIAL Comience completando el Estudio inicial. Un estudio inicial sirve como la base o punto de partida para un estudio de optimización de diseño posteriores. Lo hace mediante el cálculo de resultados de elementos finitos para la corriente de la parte "como es" antes de hacer cualquier cambio. Abrir el estudio inicial de la simulación siguiente. 1. En la simulación de estudio ficha situada debajo de la zona de gráficos, haga clic en la ficha etiquetada Estudio inicial L-Part. Esto abre el estudio de simulación parcialmente completado. El modelo y el árbol del administrador de simulación deberían verse como la figura 2. 2. En el árbol administrador de simulación, verificar que la parte de L Material se especifica cómo (b) la carpeta de accesorios muestra y las restricciones correspondientes aparecen en el extremo A del cilindro; y (c) la carpeta de Cargas externas extremo C de la viga rectangular.

fuerza y vectores hacia abajo aparecen en el

3. Haga clic derecho en la carpeta de malla y en el menú desplegable, seleccione detalles... Se abre la ventana de Detalles de malla. 4. en la ventana de Detalles del acoplamiento, comprobar que se ha especificado una malla base de curvatura. Si no, volver a acoplamiento el modelo mediante esta especificación de malla. 5. en la pestaña de simulación junto a la parte superior de la pantalla, haga clic en el icono Ejecutar. O, en el árbol administrador de simulación, haga L-parte inicial estudio (- por defecto-) y en el menú desplegable seleccione Ejecutar... Al finalizar la carrera, la carpeta de resultados debe listar las parcelas por tres defectos [tensión (vonMises-), Displacement1 (- Res DISP.-) y 1 cepa (- equivalente-)]. Antes de proceder, se hacen algunas modificaciones a las gráficas de tensión y desplazamiento para establecer unidades y otras configuraciones de pantalla deseados para estos y futuras gráficas. Proceder en su propia incorporación de unidades SI, márgenes discretos, parcelas de modelo sin deformar, máxima etiqueta de tensión, desplazamiento máximo y mostrar leyenda valores en notación científica con tres cifras. Si realiza estos cambios por su cuenta, pase a la caja de texto de Observaciones diseño consideraciones de optimización (en la página 8-5) o siga los siguientes pasos abreviados. 6. haga Stress1 (- vonMises-) y en el menú desplegable, seleccione Editar definición... 7. en el cuadro de diálogo de pantalla cambiar unidades de N/mˆ2 y apagar [] Forma deformada 8. haga clic en [OK] para cerrar el administrador de la propiedad Parcela de tensión. 9. haga Stress1 (- vonMises-) y seleccione Opciones de gráfico... 10. en el cuadro de diálogo Opciones de presentación, compruebe [] Mostrar máxima anotación.

11. en el cuadro de diálogo de Formato de posición, haga clic para abrir el cuadro de formato de número [] [] y seleccione [] notación científica como el formato de número deseado. 12. inmediatamente debajo de la casilla Formato de número, establezca el No de decimales en 3. 13. haga clic en [OK] para cerrar el administrador de la propiedad Opciones de gráfico. 14. haga Stress1 (- vonMises-) y seleccione configuración... 15. tipo de pantalla en el cambio de administrador de propiedad de configuración el cuadro de diálogo Opciones de franja a discretas como la franja. 16. haga clic en [OK] para cerrar el administrador de la propiedad de configuración. La trama de la tensión de von Mises ahora debería verse como se muestra en la Fig.3

Los pasos siguientes se utilizan para alterar la visualización del diagrama de desplazamiento. 17. en el administrador de la simulación, haga clic en Displacement1 (- Res disp-) y en el menú desplegable seleccione Mostrar. 18. Repita los pasos 6, 7 y 8 excepto actualizar características de visualización para Displacement1 (- Res disp-) y en unidades de cambio de paso 7 mm. 19. haga Displacement1 (- Res disp-) y en el desplegable, seleccione Opciones de gráfico... 20. en el cuadro de diálogo Opciones de presentación, compruebe [] Mostrar máxima anotación y sólo cambiar a notación científica, si no ya seleccionado. 21. haga clic en [ok] para cerrar el administrador de la propiedad Opciones de gráfico. 22. haga Displacement1 (- Res disp-) y en el menú desplegable, seleccione configuración... 23. en el administrador de la propiedad de configuración cambiar el cuadro de diálogo Opciones de Fringe para leer discreto (no seleccionado). 24. haga clic en [OK] para cerrar el administrador de la propiedad de configuración. El diagrama de desplazamiento debería aparecer ahora como se muestra en la figura 4.

Consideraciones de optimización de diseño de observaciones 1. Figura 3 revela una tensión máxima de von Mises en la parte de 193.9 MPa. Este valor de tensión es solamente cerca de 31% de la fuerza de producción material. Esto indica que la parte puede ser sobre diseñada en relación con la magnitud de la tensión. 2.

El desplazamiento máximo se muestra en la figura 4 es de 1,917 mm. Aunque este desplazamiento podría ser excesiva en algunas aplicaciones, la declaración del problema indica que un desplazamiento máximo de 2.50 mm permisible en esta aplicación. Esta observación también conduce a la conclusión de que el tamaño de la parte puede reducirse lo que resulta en una mayor deformación (desplazamiento).

3. Por razones de simplicidad, este ejemplo examina sólo la magnitud de URES (el desplazamiento máximo resultante). Sin embargo, en una aplicación real de la máquina, la examinación de desplazamientos específicos en la dirección X, Y o Z sería probablemente más significativa examinar.

Como se dijo anteriormente, un estudio inicial sirve de base para un estudio de diseño de optimización al proporcionar un punto de partida (es decir, una estimación de los valores iniciales) para el proceso de diseño iterativo. Debido a magnitudes de tensión y desplazamiento se encuentran en el estudio realizado anteriormente, es el único estudio inicial necesaria. Sin embargo, si por ejemplo efectos térmicos y vibración también influyen en el resultado del diseño de esta parte, entonces dos iniciales se necesitan estudios adicionales. Se necesitaría un estudio para establecer efectos térmicos iniciales en la parte (expansión y contracción influyen en desplazamiento) y un segundo estudio inicial serían necesarios para determinar una frecuencia natural de la base de la pieza de la máquina. Porque ninguno de estos dos aspectos se investiga en este texto, no se incluyen en el ejemplo. Sin embargo, ten en cuenta que, dependiendo de los objetivos de optimización, estudios iniciales adicionales también podrían necesitar.

Después de que se ha ejecutado el estudio inicial, el siguiente paso es establecer un estudio de optimización. La siguiente sección introduce medidas únicas para el proceso de diseño de la optimización. CREAR UN ESTUDIO DE DISEÑO DE OPTIMIZACIÓN Debido a su importancia al determinar las Variables, restricciones y objetivos necesarios para configurar este problema, el objetivo de diseño de optimización se actualiza aquí. OBJETIVO de diseño: para minimizar el peso de la L-Part. 1. debajo de la zona de gráficos, haga clic derecho en la simulación estudio ficha etiquetada Parte L estudio inicial y en el menú emergente, seleccione crear nuevo diseño estudio. La parte inferior del área gráfica cambia a la que se muestra en la figura 5.

2. justo debajo de la ficha Vista de Variable, haga clic en la casilla [] optimización (si no está seleccionado) se muestra en caja en Figura 5. Nota: Sólo la ficha de optimización de Vista Variable se demuestra en este ejemplo porque es el más comúnmente uso enfoque para estudios de diseño de optimización.

3. En la parte inferior de la pantalla, veé ase la flecha en Fig. 5 Haga clic en la ficha de Diseño del estudio 1 y en el menúé emergente, seleccione renombrar. Lúego escribe Mínimo volumen L-parte y presiona [Enter]. Esta accioé n crea ún nombre maé s descriptivo estúdio. 4. a continúacioé n, seleccione el icono de Opciones de estudio de diseño en ún cíércúlo en la Fig.5. Gestor de disenñ o Propiedades de estudio se abre como se múestra en la Fig 6.

5. En el cúadro de diaé logo de la Calidad del estudio de diseño, seleccione alta calidad (más lento). Este meé todo se selecciona ún iterativo maé s refinado qúe lleva maé s tiempo para resolver, pero da mejores resúltados. Tiempo de soluciones depende de: • Calidad del estúdio de disenñ o (seleccionado en el paso 5). • Complejidad de la geometríéa del modelo. • El núé mero de variables, restricciones y metas a ser optimizados. • El núé mero de estúdios de simúlacioé n qúe se ejecútaraé para cada iteracioé n. Cada estúdio reqúiere sú propio estúdio de disenñ o optimizacioé n. • El tamanñ o de la malla útilizado en el estúdio de simúlacioé n.

6. no haga ningúé n otro cambio en esta propiedad de gestor y haga clic en [OK] para cerrarla.

Entendiendo la terminología de diseño optimización Antes de configúrar el disenñ o de la optimizacioé n es úé til desarrollar ún entendimiento de la terminologíéa asociada a este tipo de estúdio. Los teé rminos a definir son Variables, limitaciones, objetivos y sensores. Todos estos teé rminos, excepto el sensor, aparecen en el aé rea de estúdio de disenñ o sitúado en la parte inferior de la pantalla y repite en Figúra 7. Una definicioé n de teé rminos y ún resúmen diciendo coé mo aplica este ejemplo a segúir.

• Variables - como implica el nombre, las variables son elementos qúe púeden ser modificados dentro del software se intenta encontrar úna solúcioé n oé ptima a ún problema. EJEMPLO Para el ejemplo se súpone qúe longitúdes de la barra cilíéndrica AB y el rectangúlar del segmento BC. ver fig.8, asíé como el radio del acúerdo y la úbicacioé n del accesorio entre la varilla cilíéndrica y el segmento rectangúlar no púede cambiarse. Las dimensiones restantes soé lo qúe púeden variar dúrante el proceso de optimizacioé n son: ancho = 15 mm y altura = 30 mm del tramo rectangúlar BC y el diámetro = 20 mm de la barra cilíéndrica AB en la fig.8.

• Limitaciones- restricciones permiten especificar condiciones qúe debe satisfacer el disenñ o final. Asíé, las restricciones son cantidades medibles qúe son monitoreadas dúrante el proceso de optimizacioé n. Por lo tanto, sensores se necesitan para controlar valores de elementos definidos como restricciones. (Sensores se definen úé ltimo). EJEMPLO El problema original inclúíéa dos limitaciones qúe re-se ha dicho aqúíé. Son :( 1) tensioé n en la parte no debe exceder la mitad de la fúerza de prodúccioé n material (S y = 620.422e6 N/m²), y (2) la desviacioé n de la parte permitida maé xima no debe exceder 2.50 mm. El disenñ o final debe satisfacer estas dos condiciones. • Metas- objetivos se útilizan para especificar los objetivos de ún disenñ o de optimizacioé n Estúdio. Como tal, las metas tambieé n son cantidades mensúrables y, por tanto, los sensores son Necesarios para monitorear el valor especificado para cada objetivo. EJEMPLO El ejemplo pretende minimizar el peso de la pieza. Sin embargo, Qúe, porqúe la parte entera estaé hecha del mismo material, minimizar el peso de la parte es anaé logo al minimizar el volúmen de la parte. Sensores - sensores son cuantificables los objetos, como las restricciones y objetivos, qúe son valores númeé ricos calcúlados y asignados dúrante cada iteracioé n de la optimizacioé n proceso. Como tal, los sensores se aplican para controlar estos valores y para permanecer dentro de los líémites definidos por las limitaciones y objetivos. Sensores qúe se describe en el paé rrafo sigúiente debe aplicarse al modelo actúal. EJEMPLO o Un sensor se reqúiere para controlar la magnitúd de la tensioé n vonMises para qúe no exceda de la mitad de la fúerza de prodúccioé n material.

o Un sensor es

necesaria

para

súpervisar

parte

el

desplazamiento

(desviacioé n)para qúe no exceda la cantidad maé xima de 2.50 mm. o Un sensor se reqúiere monitorear parte volúmen dúrante cada paso del proceso de optimizacioé n para lograr ún valor míénimo de. Dar ún entendimiento de estas definiciones, el disenñ o de optimizacioé n estúdio comienza por debajo.

Seleccionando y especificando los parámetros de diseño (variables) Como se senñ aloé anteriormente el objetivo de esta optimizacioé n disenñ os estúdio sirve para minimizar el peso de la parte de L. Este objetivo condúce intúitivamente a la determinacioé n de las variables a ser alterados dúrante el proceso de optimizacioé n. Porqúe la parte entera estaé hecha del mismo material (acero de aleacioé n), es razonable asúmir qúe pesar de parte es proporcional al volúmen de la parte. Por lo tanto, dimensiones de la pieza se seleccionan como Variables al míénimo en este ejemplo. La declaracioé n anterior no seríéa vaé lida si, por ejemplo, la pieza se hace de dos diferentes materiales (acero y alúminio) donde las densidades de masa de dos materiales distintos desempenñ aríéan ún papel en redúcir al míénimo general parte peso. En ese caso desnity masa en lúgar de volúmen se seleccionaríéan para minimizacioé n. Empezamos definiendo las variables a útilizar en el proceso de disenñ o de optimizacioé n. 1. en la ficha de activo variable vista, debajo de las variables, abrir el menúé desplegable etiqúetado haga click aquí para agregar las variables () se múestra en la flecha en la fig.9.

2. en el menúé desplegable, seleccione Añadir parámetro... Esta accioé n abre la ventana de parámetros se múestra en la fig.10.

Tambieé n aviso qúe dimensiones aparecen en el modelo despúeé s de esta seleccioé n. En la pantalla, coloqúe la ventana L parte y parámetros por lo qúe ambos púeden verse.

3. dentro de la ventana de parámetros, haga clic en el campo bajo el nombre y el tipo ancho. 4. En la ventana de parámetros, bajo categoría, verifiqúe tambieé n qúe modelo dimensión aparece. Si no, abra el menúé desplegable [] y seleccione 5. a continúacioé n, haga clic en el cúadro bajo el tíétúlo valor para activar este campo. Lúego, en el aé rea graé fica, girar y zoom en el modelo para seleccionar dimensiones de the15 mm anchúra de la seccioé n representativa rectangúlar qúe se múestra # 1 en fig. 11. inmediatamente se introdúce la dimensioé n de 15 milíémetros en la colúmna valor y sús dimensiones (mm) aparece debajo de las unidades dirigirse. Administrador de la propiedad de dimensioé n tambieé n se abre; sin embargo, ignorarlo hasta maé s tarde. 6. haga clic en [Aceptar] en la parte inferior de la ventana de paraé metros para cerrarla. La variable ancha ahora aparece en la tabla de disenñ o dentro de ún cíércúlo e indicado por la flecha en la fig.11.

7. Repita los pasos 1 a 6, excepto en el paso 3 tipo altúra en la segunda fila debajo de la colúmna nombre de la ventana de paraé metros. Tambieé n, despúeé s de hacer clic para activar el campo de valor correspondiente procede a seleccionar la dimensioé n de 30 mm con la etiqúeta #2 en el modelo at 11. Haga clic en [Aceptar] para cerrar la ventana de paraé metros. 8. Repita los pasos 1 canal 6 úna tercera vez, excepto en paso 3 tipo de diaé metro en el tercer campo bajo el nombre colúmna. lúego, despúeé s de hacer clic para activar el campo de valor correspondiente, proceder a seleccionar the20 dimensioé n mm en el modelo con la etiqúeta #3 en la figúra 11. Haga clic en [Aceptar] para cerrar la ventana de paraé metros. En sú momento todas tres variables han sido seleccionadas, en soé lo nos qúeda para cerrar la ventana de dimensión. 9. haga clic en [Aceptar] para cerrar el administrador de la propiedad de dimensioé n.

Observe que el administrador de la propiedad de dimensión no se utiliza durante el proceso de definición de variables. Las tablas de disenñ o de optimizacioé n ahora deberíéan aparecer como se múestra en la fig.12. Si no lo, úna variacioé n del procedimiento anterior podríéa haber sido útilizada. En ese caso, te abra menúé desplegable etiqúetado haga click aquí para agregar las variables y seleccione los elementos en la lista para mostrar en la tabla de disenñ o.

se hacen varias observaciones sobre la seccioé n de variables de la tabla de disenñ o de optimizacioé n en la paé gina sigúiente. se refieren a la imagen en la tú volúntad pantalla revisar estas observaciones.

observaciones Comience abriendo úno del desplegable menúé qúe aparecen en la caja en Figúra 12. el menúé se repite en la figúra a la derecha. Este menúé múestra tres diferentes enfoqúes qúe púeden útilizar para búscar para ún disenñ o oé ptimo. De eé stos, la gama con paso y valores discretos enfoqúes se describen a continúacioé n júnto con ejemplos de sú úso. El enfoqúe de la gama maé s adelante se aplica para el presente estúdio.

gama con paso Todas las variables aparecen originalmente como gama con paso. El enfoqúe de la gama con paso es úé til al búscar valores míénimos, maé ximo y gama media en ún intervalo especificado de la optimizacioé n. el software aútomaé ticamente súgiere Min: maé ximo: y paso: valores segúé n las sigúientes ecúaciones:

sin embargo, el úsúario es libre sústitúir otros valores de min, Max y paso: introdúciendo núevos valores en los campos correspondientes se múestra en la Fig 12. ancho = 15 mm, el estúdio de optimizacioé n predeterminada qúe fúncionaríéa para los valores de min: es de 7.5 mm, maé ximo: es de 22,5 mm y paso: tamanñ o es de 7,5 mm

dando resúltados de optimizacioé n correspondiente al ancho de 7.5 mm, 15, 0 mm y 22,5 mm. soé lo estos tres valores discretos se evalúaríéan. Unidades deben ser inclúido con todos los valores. el disenñ ador es libre de modificar el tamanñ o de paso para investigar otros incrementos discretos. valores discretos  úna segúnda opcioé n en el menúé desplegable son valores discretos. Para esta opcioé n el úsúario teclea cada valor y sús únidades separadas por úna coma. ejemplo de formúlario podríéan introdúcirse los sigúientes valores de diaé metros de vaé stago posible para poder ser investigado: 0.1875 en, en 0250, 0.3125 en 0.375 en, etc. este enfoqúe es úé til cúando se búsca úna barra de acero de tamanñ o estaé ndar. ¿por qúeé elegir los tamanñ os de diaé metro discreta? ya accioé n de barra de acero estaé disponible en tamanñ o estaé ndar discreto tales como incrementos de 1/16 púlgadas para los tamanñ os from3/16 de púlgada de diaé metro hasta 5/8 de púlgada de diaé metro, momento en el qúe barra estaé ndar diaé metros aúmentan por la optimizacioé n de disenñ o útilizando valores discretos es ún acercamiento úé til en sitúaciones tal como se describe aqúíé.

Para el ejemplo aplicamos el úso de la opcioé n rango como se indica a continúacioé n. 10.

Abre el menúé desplegable júnto a ancho y en el menúé desplegable seleccionar rango. La opcioé n de la gama permite valores de variable continúados (es decir, cúalqúier valor) entre el maé ximo y míénimo especificado. no se limita a ún tamanñ o de paso especíéfica ni estaé limitada a valores discretos.

Cúando útilice la opcioé n rango, observar qúe el míénimo de software seleccionado: y Max: valores inicialmente son los mismos como se ha especificado para el enfoqúe de la gama con el paso. sin embargo, Min: y Max: valores púeden cambiar segúé n las preferencias del disenñ ador. Proceder como sigúe. 11. júnto a ancho, tipo 4, 0mm como el núevo Min: valor y dejar el maé ximo: valor segúé n se especifica en 22,5 mm. no olvide inclúir únidades.

visión de diseño por qúeé ún disenñ ador podríéa elegir ún valor maé s bajo para la anchúra del segmento rectangúlar de la parte L. Recordemos la ecúacioé n sigúiente para el momento de inercia I para el rectaé ngúlo.

bh² I= 12

doé nde: altúra (h) tiene ún mayor efecto en lo qúe hace (b) ancho del

rectaé ngúlo. porqúe el objetivo de esta optimizacioé n es minimizar el peso (volúmen) de la parte. y, debido a ún mayor momento de inercia se asocia con la dimensioé n de altúra, en relacioé n con la the775 N de fúerza hacia abajo, sigúe qúeé poca resistencia a la flexioé n se realiza debido a la anchúra de la parte. por lo tanto, ún líémite maé s bajo es seleccionado forma las dimensiones con la esperanza de qúe parte de volúmen se púede minimizar maé s peqúenñ a qúe daríéa como resúltado corresponde al software seleccionado de 7,5 mm de anchúra. 12. adyacente a la variable altura, selecta variedad en el menúé desplegable. 13. a continúacioé n, cambiar la Min: valor a 14mm y dejar el máximo: valor tal como se especifica en 45mm. Por qúeé hacer este peqúenñ o cambio de 15mm a 14 mm. de cara al fútúro a la variable de diaé metro, sú min: valor en la actúalidad cotiza como 10 mm. por lo tanto, si el proceso de disenñ o de optimizacioé n determina qúe diaé metro del cilindro púede redúcirse a 10mm, entonces la dimensioé n maé s peqúenñ a de altura no debe ser inferior a 14 mm basado en el caé lcúlo sigúiente. min: altúra = (diaé metro del cilindro de 10mm) + (filete de 2mm x 2) = 14 mm Asíé, 14mm corresponderíéa a la míénima altura deseada para permitir ún radio de filete completo 2 mm alrededor de toda la 14. para la variable diaé metro, seleccione el rango desde el menúé desplegable. Sin embargo, no realiza ningúé n cambio a cúalqúiera de los dos min: o maé ximo: valores. la tabla variable debe parecerse ahora a fig.13.

Definir restricciones y sus sensores Aúnqúe es probablemente innecesario, cabe resaltar las limitaciones no son las restricciones igúales qúe. Restricciones consúlte accesorios útilizados para anclar o fijar piezas y conjúntos a otros segmentos de úna maé qúina, estrúctúra, roé túla, base, etc. mientras qúe las restricciones son cantidades mensúrables se útiliza para especificar las condiciones qúe debe satisfacer el disenñ o final y optimizado. Las dos limitaciones identificadas para el ejemplo son (1) no debe exceder el maé ximo von Mises tensioé n

de la fúerza de prodúccioé n material y (2) el maé ximo desplazamiento

resúltante de cúalqúier púnto en el modelo no debe exceder de 2,5 mm. Proceder a continúacioé n a definir estas restricciones.

Definir la restricción de tensión y el sensor 1. En la ficha variable ver en la tabla de optimizacioé n bajo restricciones, haga clic en para abrir el menúé desplegable con la etiqúeta [] haga clic aquí para agregar restricciones. en el menúé desplegable, seleccione añadir sensor... el administrador de la propiedad de sensor se abre como se múestra en la Fig. 14, pero no todavíéa completamente parece fig. 14.

2. En el cúadro de diaé logo tipo de sensor, seleccione [] datos de simulación desde el menúé desplegable. 3. Dentro de la caja de diaé logo de cantidad de datos, en el campo de resultados [], seleccione la tensión como el elemento súpervisado (no estaé ya seleccionada) y, en el campo de componentes de [], seleccione VON: tensión de von Mises como la tensioé n especíéfica a ser monitoreado (si no ya seleccionado) 4. en el cúadro de diaé logo de propiedades de bajo [] únidades, seleccione N/mˆ2 y para el campo criterio, elegir modelo Max (si no ya seleccionado). 5. haga clic en [Aceptar] para cerrar el administrador de la propiedad de sensor. Stress1 cotiza por debajo de la seccioé n de restricciones en la tabla de optimizacioé n disenñ o.

visión de diseño ústed podríéa pregúntar, "¿por qúeé se seleccionaron datos de simúlacioé n como el tipo de sensor?" porqúe la magnitúd de tensioé n debe no ser maé s de la mitad del material elaé stico y porqúe la tensioé n es calcúlada en la simúlacioé n de solidworks, por lo tanto, datos de simúlacioé n es monitoreados para esta magnitúd de tensioé n dúrante el proceso de optimizacioé n. lo mismo es cierto del desplazamiento del modelo qúe se define a continúacioé n.

Definir las restricciones de desplazamiento y sensor 1. debajo de las limitaciones, haga clic para abrir el menúé desplegable con la etiqúeta [] haga clic aquí para agregar restricciones. En el menúé desplegable, seleccione añadir sensor.... se abre el administrador de la propiedad de sensor de. 2. en el cúadro de diaé logo tipo de sensor, seleccione [] datos de simulación desde el menúé desplegable. 3. en el cúadro de diaé logo de cantidad de datos, abra [] del menúé [] resultado desplegable y seleccione desplazamiento como el elemento a ser rastreado. tambieé n en el componente desplegable, seleccione URES: desplazamiento resultante como el artíécúlo especíéfico a ser monitoreado. a un lado: si solo el desplazamiento y son importantes, entonces se podríéa han sido seleccionado en el paso anterior. 4. en el cúadro de diaé logo de propiedades debajo de unidades, seleccione mm y para el campo criterio, elegir modelo Max (si no ya seleccionado). 5. haga clic en [Aceptar] para cerrar el administrador de la propiedad de sensor y displacement1 se encúentra bajo la seccioé n de restricciones en la tabla de optimizacioé n como se múestra en la figúra 15. Nosotros ahora a la mitad derecha de la optimizacioé n tabla definir limitar valores para estas restricciones. 6. en el menúé adyacente a stress1, se múestra en la caja en Fig. 15, desplegable seleccione es menos de. Y, júnto a máximo: tipo medio el valor de la fúerza de prodúccioé n material. Ese valor es7. en el menúé desplegable de júnto al displacement1, seleccione es menos de. y, júnto a Max: tipo 2.50 mm. La parte de las restricciones de la tabla de optimizacioé n debe parecerse ahora fig. 15.

8. cerca de la parte súperior del aé rbol de administrador caracteríéstica de solidworks, haga clic en el signo "+" júnto a los sensores. En sú pantalla y Fig. 16, tenga en cúenta qúe valores adyacentes a los sensores para el stress1 y displacement1 múestran valores compútados dúrante el estúdio inicial. los valores púeden variar ligeramente de las qúe se múestran.

Hay qúe recordar qúe los valores de la forma de estúdio inicial el púnto de partida para la ejecúcioé n y segúimiento de valores de los sensores para estúdios de disenñ o de optimizacioé n posterior.

Definir un objetivo y el sensor. Aúnqúe solo meta se especifica en este ejemplo, es importante tener en cúenta qúe se púeden especificar múé ltiples objetivos. Cúando se útilizan objetivos múé ltiples, tambieé n es posible aplicar "pesos" para cada objetivo, donde ún peso súperior asigna maé s importancia a ese objetivo dúrante el proceso de optimizacioé n.

la optimizacioé n disenñ o objetivo, es decir, para minimizar el volúmen de la parte, se ha dicho varias veces a lo largo de este ejemplo. implementacioé n de este paso se describe a continúacioé n. 1. en la parte inferior de la tabla de optimizacioé n de disenñ o, dentro del apartado de objetivos, seleccione haga clic aquí para agregar objetivos y desde el menúé desplegable seleccione añadir sensor... administrador de la propiedad de sensor se abre como se múestra en la Fig 17.

2. en el cúadro de diaé logo tipo de sensor, seleccione propiedades de masa en el menúé desplegable (si no ya seleccionado) 3. a continúacioé n, en el diaé logo de propiedades caja. Seleccione volúmen en el menúé desplegable. retiro del mercado se desea minimizar el volúmen de la parte. 4. por úé ltimo, haga clic en dentro de las entidades al monitor campo (resaltado azúl claro para indicar qúe estaé activo). Mover el cúrsor en cúalqúier lúgar de la imagen de la modelo y haga clic para seleccionar la parte de L como el elemento a controlar para el volúmen míénimo. Observe qúe fillet1 aparece en el campo de entidades para vigilar. En el caso, el filete es seleccionado por el software porqúe era la úé ltima fúncioé n anñ adida cúando la parte fúe modelada en Solidworks. Comprobar esto haciendo referencia a la parte inferior del aé rbol solidworks fúncioé n manager donde aparece fillet1. Esta entrada no implica qúe soé lo volúmen del volúmen del filete seraé monitoreado o minimizado. 5. haga clic en [Aceptar] para cerrar el administrador de la propiedad de sensor y volúme1 cotiza por debajo de la seccioé n de objetivos de la mesa de la optimizacioé n de disenñ os. 6. debajo de la seccioé n de objetivos, verifiqúe tambieé n qúe minimizar aparece júnto a volume1. Si, ademaé s, no seleccione minimizar el [] desplegable menúé del examinar otros criterios de optimizacioé n disponibles en el menúé desplegable.

7. en el administrador de la caracteríéstica de solidworks observar qúe el volúmen total de la original (inicial) L parte aparece como 101605.013 mm 3 cotiza ahora por debajo de la carpeta sensores.

Ahora estamos listos para ejecútar el estúdio de disenñ o de optimizacioé n porqúe el botoé n [Ejecutar], sitúado jústo debajo de la ficha de vista variable, estaé ahora activo (no atenúados).

8. haga clic para seleccionar el botoé n [Ejecutar] se múestra en la flecha en fig. 18. Cómo funciona el proceso de optimización de diseño, dirigir su atención a las imágenes de la modelo en la pantalla. continuar luego, lea a continuación. El proceso de optimizacioé n pasos iteraciones de canal 13 (15 iteraciones si se inclúye el estúdio inicial y el final óptimo escenario de disenñ o). medida qúe avanza el proceso de optimizacioé n, colúmnas de iteración se agregan a resúltados tabúlados por debajo de la pantalla de graé ficos mientras qúe imaé genes graé ficas del modelo se múestran brevemente en el aé rea graé fica. Aviso de qúe parte de la geometríéa asociada a algúnas iteraciones es deseable basado en el deseo praé ctico de tener ún acúerdo completo entre las partes de acoplamiento. ver aé rea en cíércúlo en la figúra 19.

resúltados son revisados por debajo para profúndizar aúé n maé s en los resúltados.

Resumen de los resultados Empezaremos por hacer algúnas observaciones generales aplicables a todos los resúltados de múestran en la pantalla final y en la tabla de disenñ o de optimizacioé n (úbicado debajo de la zona de graé ficos). en primer lúgar, observe qúe los resúltados se múestran en la ficha ver resultados en lúgar de la ficha de vista variable donde este estúdio fúe definido. tambieé n, se asúme qúe la mayoríéa de los monitores no es lo súficientemente amplia como para mostrar todas las 13 iteraciones simúltaé neamente. por lo tanto, resúltados solamente hasta la iteración 6 aparecen en la figúra 20. Ver iteraciones adicionales, haga clic y arrastre la barra de desplazamiento horizontal sitúada debajo de la mesa.

observaciones generales. 1. Para mostrar los resúltados de úna iteracioé n particúlar, haga clic en el nombre de iteración sitúado en la parte súperior de cada colúmna. ejemplo: iteration1, el iteration2, etc. la imagen se múestra en la Fig.20 es qúe de la solúcioé n óptima. sú nombre es ún cíércúlo en la Fig.20. La colúmna de solúcioé n óptima siempre es resaltada verde.

2. a la izqúierda de la colúmna óptima son listados los resúltados del estudio inicial y la actual colúmna. como implíécita por sú nombre, la actual colúmna contiene los mismos resúltados qúe en la colúmna actúalmente seleccionada.

3. a la izqúierda las dimensiones de la parte de la mesa de la optimizacioé n (anchura, altura y diámetro) se múestran como deslizadores mostrando tamanñ os actúales en relacioé n con el disenñ o gama. estos deslizadores se púeden mover para actúalizar el modelo (no se recomienda hasta qúe se convirtioé en experto úsando estúdios de optimizacioé n). tambieé n se múestran el original restricciones (stress1 y displacement1) y la optimizacioé n meta (Volume1). 4. parcelas de restricciones de disenñ o (stress1 y displacement1) púeden mostrarse en el aé rea graé fica haciendo doble clic en los adecúados resúltados de carpeta. ver flecha abajo y a la izqúierda del aé rea graé fica. la trama de tensioé n de von Mises qúe se indica en la Fig.20 corresponde a la solúcioé n óptima. (los núé meros púeden variar) 5. sensores de, se múestra encajonado en el SolidWorks caracteríéstica en la parte súperior izqúierda de la zona de graé ficos, son actúalizacioé n para mostrar la nota visúalizada actúalmente volúme1. eso stress1 y displacement1 sensores se indican mediante ún síémbolo de informacioé n soé lo. Consúlte la tabla de optimizacioé n para valores actúales de estas dos variables. 6. todas las colúmnas en lúz res indican casos donde se viola úno o ambos de las restricciones de disenñ o. Las ceé lúlas maé s oscúras en estas colúmnas indican el especíéfico Restricción(s) violado. Por ejemplo, en la iteración 2 el Stress1 restricción es violada (es decir, real stress1 > * fúerza de la prodúccioé n). La tensioé n maé xima se súpera tambieé n en varias otras iteraciones. Sin embargo, en las iteraciones 4,6,8,10 y 12 el stress1 y restricciones de desplazamiento son violados porqúe real stress1> * líémite elaé stico > 3.102 c + 008 N/m 2 y displacement1 > 2.50 mm. desplazamiento a la derecha en la tabla de optimizacioé n revela iteraciones qúe violan úno o ambos de las limitaciones. 7. haga clic en el nombre de iteración en la parte súperior de cúalqúiera de las colúmnas rojas para mostrar el modelo y el correspondiente stress1 o parcelas desplacement1 . 8. iteración colúmnas resaltadas en gris claro satisfacen todas las restricciones. sin embargo, estas solúciones no cúmplen con el disenñ o, el objetivo qúe se tradúce en volúmen míénimo de la Part de L.

gráficos de tendencia local Púede trazar úna serie de graé ficas de tendencia en la conclúsioé n de ún estúdio de disenñ o de optimizacioé n. ún graé fico de tendencia múestra la meta (objetivo) o úna restricción con respecto a úna variable de disenñ o. por otra parte, ún graé fico de tendencia púede mostrar la variacioé n de úna relativa restriccioé n con relacioé n a ún disenñ o seleccionado variable. ejemplos de cada úno se ilústracioé n a continúacioé n.

local gráficos de tendencia no estaé n disponibles cúando se seleccionan variables discretas y estúdio de alta calidad gráfico de tendencia local de la meta de diseño versus una variable de diseño Comience examinando ún graé fico tíépico qúe múestra la relacioé n entre ún disenñ o variable, diaé metro de barra en este caso cilíéndrico y el objetivo del disenñ o para minimizar el volúmen de la parte. proceder de la sigúiente manera 1. a la izqúierda de los resúltados tabúlados, haga clic en resultados y los gráficos y en el menúé desplegable, seleccione definir gráfico de tendencia local... el administrador local de tendencia gráfico se abre como se múestra en la fig.21. 2. en el cúadro de diaé logo de diseño (eje x), seleccione el diámetro desde el menúé desplegable. 3. en el cúadro de diaé logo eje, seleccione objetivo a continúacioé n en el menúé desplegable, seleccione volume1. Observe qúe el Volume1 es la úé nica opcioé n disponible. Esto es porqúe, en la jerga de la simúlacioé n de SolidWorks, disenñ o meta (en este caso míénimo volúmen) tambieé n se llama el "objetivo" la optimizacioé n del proceso de disenñ o. el cúadro de diaé logo de tendencia local en debe mostrar la solúcioé n óptima como seleccionada; Si no, caé mbialo.

4.- Clic (OK) para cerrar el administrador de la propiedad y la gráfica que se muestra en la figura (b) aparece 21.

Figura 21 - definición de un gráfico de tendencias locales que muestra la relación entre el diámetro del cilindro (una variable) y el volumen de la parte (el objetivo o meta) de este estudio de optimización. Observaciones a) La figura 21 (b) muestra toda la gama de posibles diámetros de varilla de [10 mm ≤ Rango ≤30 mm (aprox.)]. En la fig. 21 (b). El cursor se ha movido a la gráfica y la intersección horizontal y vertical discontinua aparecen automáticamente las líneas. b) En el punto de intersección. Se dan valores aproximados del diámetro óptimo del cilindro (19,39 mm. De valor redondeado) y parte del volumen mínimo (66000 mm3 . También un valor redondeado). c) Gráficos similares de altura contra volumen o anchura contra volumen se pueden hacer. d) Los subtítulos por defecto de software aparecen por el título del gráfico y etiquetas de los ejes en la fig. 21 (b). Los títulos se pueden modificar como se demuestra en el capítulo 1. 5.- Haga clic en X para el gráfico actual dispone a su elección. Observe que el gráfico 1 se muestra ahora por debajo de la carpeta de resultados y gráficos en el árbol gestor de simulación. Gráfico de tendencia local de una restricción frente a una variable de diseño Examinamos a continuación una gráfica típica que muestra la relación entre un diseño variable de restricción de diseño las variables de diseño siguen siendo los mismos que el anterior (Altura. Ancho y diámetro). Sin embargo. Las restricciones aplicadas al modelo actual incluyen una el máximo valor Tensión 1 y un máximo valor de desplazamiento 1.

Proceder de la siguiente manera para examinar uno de estos gráficos. 1. Haga clic con resultados y gráficos y en el menú desplegable, seleccione Definir local gráfico de tendencias... El administrador de la propiedad local gráfico de tendencia abre como se muestra en la Fig. 22 (a). 2. En el cuadro de diálogo Variables de diseño (eje X). Seleccione la altura desde el menú desplegable. Tenga en cuenta que cualquiera de las dos variables restantes (anchura, o diámetro) también podría ser seleccionado. 3. En el cuadro de diálogo del eje Y. © seleccione Restricción a continuación, en el menú desplegable, seleccione Desplazamiento 1. También es posible seleccionar la tensión 1 si es de interés primordial. 4. La tendencia local al cuadro de diálogo debe mostrar la solución óptima, ya seleccionada actualmente; si no, cambiarlo. 5. Haga clic en OK para cerrar el administrador de la propiedad y la gráfica que se muestra en la fig. (B) aparece.

Figura 22 - Definición de un gráfico de tendencia local que muestra la relación entre la altura del rectángulo (una variable) y el Desplazamiento (una restricción) que se aplica a la parte. Los valores se trazan para todas las iteraciones necesarias para encontrar un diseño óptimo. ¡Local gráfico de tendencia representa gráficamente la variación de los desplazamientos! con respecto a la altura de la sección de la viga rectangular. En general, el gráfico de la Fig. 22 (b) revela que a medida que aumenta la altura de la viga. El desplazamiento máximo disminuye hasta aproximadamente Altura = 37,97 mm. Por encima de este valor. Componentes de desplazamiento. Debido a la torsión del modelo. Pueden contribuir a aumentar el desplazamiento resultante.

Observaciones 1. Que se cruzan las líneas discontinuas están situados en la intersección aproximada del desplazamiento máximo (2,50 mm. valor redondeado) y el valor de la parte correspondiente Altura (23,7 mm. valor redondeado). (Los valores pueden variar.) Debido a que el desplazamiento máximo se produce a una altura menor que la altura óptima. Es evidente que otras restricciones de diseño limitan la optimización de este diseño.

2. Todos los valores de desplazamiento a la izquierda de o por encima de las líneas discontinuas corresponden a los desplazamientos magnitudes que exceden la restricción que establece Desplazamiento <2,50 mm.

3. El gráfico de tendencia local de la Fig. 22 (b) muestra el comportamiento de los desplazamientos con respecto a la altura de la pieza rectangular. Los gráficos de tendencias locales asumen las otras dos variables de diseño (ancho. y diámetro) se establecen en sus valores óptimos como se muestra en la columna de la situación de diseño óptimo.

4. Título personalizado y etiquetas de los ejes se añaden a la Fig. 22 (b) usando los procedimientos descritos en el Capítulo 1.

5. Haga clic en OK para cerrar el gráfico actual. Gráfico 2 aparece debajo de los resultados y la carpeta Gráficos.

A continuación, procederá a cerrar el archivo actual sin guardar los resultados.

6. En el menú principal. Seleccione Archivo> Cerrar seguido de la selección | No guardar).

Cerrando Observaciones

La optimización del anterior estudio de diseño sólo introduce algunas de las capacidades más sobresalientes y se utilizan con frecuencia disponibles en el módulo de optimización del diseño de Simulación Premium. Esta capacidad no está disponible en la versión estándar de SolidWorks Simulation y está disponible en un grado más limitado dentro de la versión profesional de simulación. Más allá de este ejemplo básico, es posible optimizar los diseños basados en otros parámetros tales como la forma, el factor de seguridad, la masa, el peso, y otros. El esquema de búsqueda de optimización dentro de SolidWorks Simulación se basa en el "diseño de experimentos" enfoque para encontrar una solución óptima rápidamente.

¿Cuándo debe el proceso de optimización se aplica? es muy recomendable para ejecutar una la optimización del diseño cerca del comienzo del proceso de diseño. Este enfoque permite al diseñador para beneficiarse del software para modelar los cambios de geometría temprano en el proceso de diseño recomienda cuando la influencia de esos cambios puede tenerse en cuenta en el diseño de los componentes relacionados y subcomponentes.

Además, el usuario no debe tener en cuenta la finalización de un estudio de optimización del diseño para ser la "mejor" solución. Por ejemplo, un valor de 4,0 mm se ha especificado arbitrariamente para la gama más baja de la anchura de la sección transversal rectangular en el ejemplo actual. Sin embargo, la solución óptima convergió a un valor ligeramente superior a 4,0 mm (4.04037 mm para ser exactos). Esta observación, junto con el hecho de que tanto la tensión óptima y desplazamiento óptimo son más bajos que los máximos especificados para estas limitaciones, nos lleva a creer que un diseño más óptimo podría ser posible. Por lo tanto, nuevas investigaciones están garantizados. El lector interesado también debe tener acceso a los tutoriales de optimización de diseño de SolidWorks Simulation disponibles en Ayuda> SolidWorks Simulation> Tutoriales> Estudios de diseño.

PRECAUCIÓN: Tenga cuidado al especificar y / o la aceptación de las estimaciones de software sugerido para Min: y Max: valores especificados en los campos Intervalo. Los valores incorrectos, es decir fuera de los valores ligados o valores que causan los segmentos del modelo de "autointersecan." puede hacer que el proceso de optimización del diseño falle. En estos casos, el mensaje de error se muestra en la Fig. 23 resultados. Por lo tanto, tenga cuidado al aplicar los valores de las variables. Restricciones y objetivos.

Figura 23 -Error recibió cuando se utilizan las estimaciones incorrectas para valores de rango o si el software sugerido Min: y Max: hacer que los acontecimientos irreales tales como segmentos de un modelo de "auto-intersección" entre sí.

la discusión llega a la conclusión para el capítulo actual.