Ejemplo: Estudios de sensibilidad, viabilidad y optimización
Resumen: en este ejemplo se muestra cómo alcanzar un objetivo de diseño mediante un análisis de sensibilidad, un estudio de viabilidad y un estudio de optimización.
Problema: para obtener una equilibrado óptimo, el centro de gravedad de un cigüeñal debe coincidir con su eje de rotación. El eje de rotación del cigüeñal no puede cambiarse, pero se pueden modificar otras condiciones del diseño, por ejemplo, el ancho del cigüeñal. En esta pieza, se desea minimizar la distancia entre el eje y el centro de masa, y obtener al mismo tiempo la masa mínima de la pieza.
Solución: es posible hallar el centro de gravedad y crear una función de análisis para medir la distancia entre el eje de rotación y el centro de gravedad. A continuación, se puede realizar un estudio de sensibilidad para averiguar qué cotas tienen un mayor efecto sobre la posición del centro de gravedad. Finalmente, se podría efectuar un estudio de viabilidad para averiguar si es posible definir la distancia entre el centro de gravedad y el eje de rotación como cero. Si existe una solución, se podría llevar a cabo un estudio de optimización para minimizar la masa del cigüeñal y mantener al mismo tiempo el centro de gravedad sobre su eje.
1. Cree una función de análisis para determinar las propiedades de masa. Pulse en > > . Calcule la masa y cree un sistema de coordenadas y un punto de referencia en el centro de gravedad, además del parámetro MASS (MASA).
2. Cree una función de análisis para medir la distancia desde el punto de referencia en el centro de gravedad hasta el eje de rotación. Como resultado de la medida, cree un parámetro para esta distancia.
3. Ejecute un análisis de sensibilidad para determinar en qué medida la posición del centro de gravedad se ve afectada por la variación de la cota width.
4. Ejecute un análisis de sensibilidad para determinar en qué medida la posición del centro de gravedad se ve afectada por la variación de la cota height.
5. Cree una función de análisis para medir la distancia entre el eje y la arista externa del perfil de la pieza. Esta medida se puede utilizar para definir las restricciones del estudio de viabilidad. Cree puntos de referencia en el extremo inicial y final de la línea de distancia. En la siguiente figura, la medición se muestra como E-E distance.
6. Ejecute un estudio de viabilidad para determinar si es posible hacer coincidir el centro de gravedad con el eje de rotación. En este estudio, las cotas de radio, ancho y altura se modifican al tiempo que se mantiene una cierta distancia entre el eje de la pieza y la arista externa del perfil de ésta (E-E distance).
7. Ejecute un estudio de optimización para minimizar la masa (función de objetivo) y mantener las mismas restricciones especificadas en el paso 6.