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Criterios de diseño
Entre los criterios de diseño de un estudio se incluye la especificación de lo siguiente:
• Objetivo de diseño u objetivo para el estudio
• Restricciones de mecanizado y geométricas
• Materiales que se deben utilizar para el mecanizado del modelo
Se pueden definir varios criterios de diseño para un estudio, pero solo uno puede estar activo cada vez. Durante la optimización de topología y la generación de diseños, solo se tienen en cuenta los criterios de diseño activos. Solo se tiene en cuenta la masa de destino de la geometría conservada.
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Se puede observar que la masa del cuerpo generado es ligeramente diferente del destino definido. Para obtener resultados más precisos, se recomienda especificar un tamaño de elemento de malla más pequeño.
Los cuerpos designados como geometrías conservadas, excluidas e iniciales pueden tener materiales asignados. Durante la optimización de topología y la generación de diseños, se tienen en cuenta los siguientes materiales:
• Cuerpos designados: se desestiman los materiales asignados a cuerpos individuales y se tiene en cuenta el material activo definido en los criterios de diseño activos.
• Cuerpos no designados: se tienen en cuenta los materiales asignados a cuerpos individuales.
Procedimiento para definir los criterios de un diseño para el estudio
1. Pulse en Añadir criterios de diseño (Add Design Criteria). Se abre el cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria).
2. Seleccione los valores de Objetivos de diseño (Design Goals) según el tipo de estudio.
Tipo de estudio
Selección de objetivos de diseño
Estudio estructural
Seleccione una de las siguientes opciones:
• Seleccione Maximizar la rigidez (Maximize stiffness) y especifique el porcentaje del volumen de destino o especifique la masa de destino y seleccione una unidad de la lista.
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Por defecto, el volumen de destino (en %) se selecciona en el objetivo de diseño. El volumen de destino es el porcentaje del volumen de geometría inicial.
Si se designa un cuerpo como la geometría conservada sin definir la geometría inicial, el objetivo de diseño por defecto es limitar la masa.
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• Cuando el volumen de destino es el objetivo de diseño, las propiedades del material activo pueden tener un efecto mínimo en el resultado de la optimización.
• Cuando desee resultados de optimización diferentes para distintos materiales, se debe seleccionar la masa de destino como objetivo de diseño.
• Seleccione Minimizar la masa (Minimize mass) y especifique el factor de seguridad.
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Para utilizar el factor de seguridad, el material debe tener un valor de límite elástico. Defina el valor de límite elástico para el material.
El material asignado a los cuerpos no designados también debe tener un valor de límite elástico.
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No se recomienda utilizar una combinación de objetivo de diseño de factor de seguridad y restricción de Desplazamiento (Displacement). Utilice solo uno de ellos.
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Ejecute la simulación inicial para hacerse una idea del éxito de la optimización con el factor de seguridad deseado. Es difícil lograr una optimización con una gran diferencia entre el factor de seguridad más bajo en la geometría inicial y el factor de seguridad deseado.
Evite las concentraciones de estrés en la geometría inicial para obtener la mayor parte de la geometría resultante optimizada.
Estudio modal
Seleccione una de las siguientes opciones:
• Seleccione Maximizar la frecuencia fundamental (Maximize fundamental frequency) y especifique el porcentaje del volumen de destino o especifique la masa de destino y seleccione una unidad de la lista.
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Por defecto, el volumen de destino (en %) se selecciona en el objetivo de diseño. El volumen de destino es el porcentaje del volumen de geometría inicial.
Para utilizar el volumen de destino (en %) como objetivo de diseño, se debe designar un cuerpo como la geometría inicial.
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• Cuando el volumen de destino es el objetivo de diseño, las propiedades del material activo pueden tener un efecto mínimo en el resultado de la optimización.
• Cuando desee resultados de optimización diferentes para distintos materiales, se debe seleccionar la masa de destino como objetivo de diseño.
• Seleccione Minimizar la masa (Minimize mass) y especifique el valor más bajo de la frecuencia fundamental.
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La frecuencia fundamental será mayor que la frecuencia especificada para todos los casos de carga.
3. En Restricciones de diseño (Design Constraints), pulse en Añadir restricciones (Add Constraints) y seleccione las restricciones de mecanizado y geométricas correspondientes.
4. Para añadir materiales a los criterios de diseño, pulse en Añadir materiales (Add Materials). Se abre el cuadro de diálogo Materiales (Materials). El material maestro de la pieza aparece en la lista Materiales en el modelo (Materials in Model).
a. Para añadir más materiales, pulse dos veces en los materiales de la lista Materiales en la biblioteca (Materials in Library). Los materiales seleccionados se añaden a la lista Materiales en el modelo (Materials in Model).
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Se pueden añadir hasta 10 materiales a los criterios de diseño.
b. Pulse Seleccionar (Select). Se cierra el cuadro de diálogo Materiales (Materials). Los materiales seleccionados aparecen en la sección Materiales (Materials) del cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria).
5. Para definir un material como material activo, mueva el puntero sobre el material y pulse en .
6. Pulse en Aceptar (OK). Los criterios de diseño se enumeran en el nodo de Criterios de diseño (Design Criteria) del árbol generativo.
Restricciones de mecanizado y geométricas
Se pueden añadir distintas restricciones de mecanizado y geométricas a los criterios de diseño. En la siguiente tabla se describen las restricciones disponibles y los pasos para añadirlos a los criterios de diseño:
Restricción
Pasos para añadir la restricción
Dirección de creación (Build Direction): esta restricción de mecanizado ayuda a reducir la cantidad de soporte necesario en el momento de la impresión 3D.
Se especifica la dirección de la impresión 3D y el valor del ángulo crítico. El ángulo crítico es el valor del ángulo máximo con respecto a la dirección de impresión con el que no se necesitan soportes.
1. Pulse en Añadir restricciones (Add Constraints) y, a continuación, seleccione Dirección de creación (Build Direction). Se expande el cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria).
2. Pulse en el cuadro Dirección de creación (Build direction).
3. En la ventana gráfica, seleccione una superficie, un sistema de coordenadas, el eje de scoor, una arista o un plano de referencia como referencia. Aparece una flecha que indica la dirección de creación.
4. Para cambiar la dirección de creación, realice una de las siguientes acciones:
◦ En la ventana gráfica, pulse en la flecha.
◦ En el cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria), pulse en .
5. En el cuadro Ángulo crítico (Critical angle), especifique el valor.
Línea de partición (Parting Line): esta restricción de mecanizado se puede utilizar en métodos de fundición y forjado.
Se especifica el tipo de la línea de partición, la línea de partición 2D o la línea de partición 3D. Una línea de partición es una línea en la pieza que indica el contacto entre la placa de base y la placa superior. Una línea de partición 2D se encuentra sobre un plano de referencia, mientras que una línea de partición 3D no se restringe a ningún plano.
También se especifica la dirección de extracción y el ángulo de desmoldeo, el ángulo entre las paredes de las placas de molde.
1. Pulse en Añadir restricciones (Add Constraints) y, a continuación, seleccione Línea de partición (Parting Line). Se expande el cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria).
2. Pulse en el cuadro Dirección de extracción (Pull direction).
3. En la ventana gráfica, seleccione una superficie o un plano de referencia como referencia.
4. En el cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria), especifique el valor de Ángulo de desmoldeo (Draft angle).
5. Para definir Línea de salida (Draft line), realice una de las siguientes acciones:
◦ Pulse en 2D y seleccione un plano en la ventana gráfica.
◦ Pulse en 3D.
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Después de seleccionar la restricción Línea de partición (Parting Line), no se puede seleccionar la restricción Extrusión lineal (Linear Extrude). Son restricciones de mecanizado opuestas.
Extrusión lineal (Linear Extrude): esta restricción de mecanizado se puede utilizar en los métodos de fresado de 2 y 3 ejes.
Esta restricción permite crear una extrusión de dirección de extracción lineal, que es la dirección de la herramienta que se utiliza para el fresado.
Se puede tener una extrusión lineal unidireccional o bidireccional. Una extrusión unidireccional es plana en un lado y, en el lado opuesto, se encuentra en forma libre para una máquina de fresado de 3 ejes. Una extrusión bidireccional es plana en ambos lados, que es para el corte de 2 ejes.
1. Pulse en Añadir restricciones (Add Constraints) y, a continuación, seleccione Extrusión lineal (Linear Extrude). Se expande el cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria).
2. Pulse en el cuadro Dirección de extrusión (Extrude direction).
3. En la ventana gráfica, seleccione una superficie, una arista, un plano de referencia o un eje de scoor como referencia. Aparece una flecha que indica la dirección de extrusión.
4. Para cambiar la dirección de extrusión, realice una de las siguientes acciones:
◦ En la ventana gráfica, pulse en la flecha.
◦ En el cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria), pulse en .
5. En el cuadro Ángulo de extrusión (Extrude angle), especifique el valor.
6. Para realizar una extrusión bidireccional, seleccione la casilla Bidireccional (Bi-directional).
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Después de seleccionar la restricción Extrusión lineal (Linear Extrude), no se puede seleccionar la restricción Línea de partición (Parting Line). Ambas son restricciones de mecanizado opuestas.
Simetría plana (Planar Symmetry): con esta restricción geométrica se fuerza la simetría entre los dos lados del plano seleccionado.
1. Pulse en Añadir restricciones (Add Constraints) y, a continuación, seleccione Simetría plana (Planar Symmetry). Se expande el cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria).
2. En la ventana gráfica, seleccione un plano como Plano de simetría (Symmetry plane). Se pueden seleccionar hasta tres planos de simetría.
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Pulse Ctrl para seleccionar múltiples planos de simetría.
Expansión de material (Material Spreading): esta restricción geométrica permite controlar la expansión de material.
El valor de expansión de material varía de 0 a 100. Si se aumenta este valor, habrá menos regiones gruesas y sólidas, y más paredes y estructuras delgadas.
1. Pulse en Añadir restricciones (Add Constraints) y, a continuación, seleccione Expansión de material (Material Spreading). Se expande el cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria).
2. Para definir Expansión de material (Material spreading), ajuste la barra corredera o especifique el valor en el cuadro.
Radio mínimo de pliegue (Minimum Crease Radius): esta restricción geométrica se puede utilizar para suavizar la geometría resuelta y reducir las membranas en la optimización.
Esta restricción garantiza que todas las superficies conserven una curvatura alrededor de un radio mínimo.
1. Pulse en Añadir restricciones (Add Constraints) y, a continuación, seleccione Radio mínimo de pliegue (Minimum Crease Radius). Se expande el cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria).
2. En el cuadro Radio mínimo de pliegue (Minimum Crease Radius), especifique el valor y seleccione una unidad en la lista.
Estado de los criterios de diseño y materiales
Los glifos del árbol generativo indican el estado de los criterios de diseño y los materiales:
• : los criterios de diseño están definidos, pero no activos.
• : los criterios de diseño están activos. Solo los criterios de diseño activos se tienen en cuenta para la optimización de topología y la generación de diseños.
• : los criterios de diseño no están definidos.
• : los criterios de diseño están definidos, pero tienen problemas.
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Mueva el puntero sobre el icono para ver la sugerencia que ayuda a resolver los problemas.
• : el elemento que corresponde a los criterios de diseño o al material está ligado a la función de diseño generativo (GDF).
• : el material está activo.
Operaciones sobre los criterios de diseño del árbol generativo
Se pueden realizar las siguientes operaciones en los criterios de diseño del árbol generativo:
Operación
Pasos para realizar la operación
Activar criterios de diseño.
Seleccione un nodo de criterios de diseño y, en la minibarra de herramientas, pulse en Activar (Activate).
Modificar criterios de diseño.
Seleccione un nodo de criterios de diseño y, en la minibarra de herramientas, pulse en Editar definición (Edit Definition). Se abre el cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria). Edite los parámetros de diseño y pulse en Aceptar (OK) para guardar los cambios.
Duplicar criterios de diseño.
Pulse con el botón derecho del ratón en un nodo de criterios de diseño y pulse en Duplicar (Duplicate). Se crea una copia de los criterios de diseño seleccionados y se añade al estudio.
Como alternativa, pulse con el botón derecho del ratón en un nodo de criterios de diseño y pulse en Copiar (Copy). Pulse con el botón derecho del ratón en el nodo de estudio y pulse en Pegar (Paste).
Crear nuevos criterios de diseño.
Seleccione un nodo de criterios de diseño y, en la minibarra de herramientas, pulse en Nuevo (New). Se abre el cuadro de diálogo Criterios de diseño (Design Criteria).
Cambiar el nombre de criterios de diseño.
Pulse con el botón derecho del ratón en un nodo de criterios de diseño y pulse en Cambiar nombre (Rename).
Borrar criterios de diseño.
Pulse con el botón derecho del ratón en un nodo de criterios de diseño y pulse en Borrar (Delete).
Operaciones sobre materiales del árbol generativo
Se pueden realizar las siguientes operaciones en materiales del árbol generativo:
Operación
Pasos para realizar la operación
Cambiar el material.
Seleccione el material y, en la minibarra de herramientas, pulse en Editar definición (Edit Definition). Se abre el cuadro de diálogo Definición de material (Material Definition). Seleccione un material nuevo y pulse en Aceptar (OK) para guardar el cambio.
Activar un material.
Seleccione el material y, en la minibarra de herramientas, pulse en Activar (Activate). Si se activa un material, también se activará el método de mecanizado asociado.
Quitar un material.
Pulse con el botón derecho del ratón en el material y seleccione Quitar (Remove).
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