32.- ELEMENTOS “CWELD/CFAST” en FEMAP y NX NASTRAN

Hola!,
Los elementos CWELD/CFAST se utilizan en FEMAP para definir uniones estructurales del tipo soldaduras punto-a-punto y uniones roblonadas o remachadas en modelos de Elementos Finitos para resolver con NX NASTRAN.

A pesar de existir numerosas formas de modelizar uniones estructurales y remaches en NX NASTRAN (por ejemplo mediante elementos CBUSH o CBAR, o elementos rígidos RBE2) los elementos CWELD/CFAST son en general más fáciles de usar, menos propensos a cometer errores y su formulación siempre satisface la condición de invarianza de cuerpo rígido, así que os invito a utilizar este elemento lo más posible.

PROPIEDADES DE CWELD/CFAST

El elemento CWELD es básicamente un elemento de cortadura del tipo viga flexible de longitud L y sección transversal de diámetro D, tal como muestra la siguiente figura:

Representación del Elemento CWELD

MALLAR CON CWELD/CFAST

FEMAP permite crear difrentes tipos de elementos CWELD/CFAST, desde el clásico nodo-a-nodo hasta las opciones más avanzadas entre elementos y/o “patch” de nodos.

  • Elem to Elem (ELEMID): la soldadura se define entre un elemento Shell y otro elemento Shell, indicando manualmente la posición de la soldadura y el método de Proyección o Eje.
  • Elem to Elem Vertex (ELEMID): la soldadura se define entre un elemento Shell y un nodo de otro elemento Shell, indicando manualmente la posición de la soldadura y el método de Proyección o Eje.
  • Elem Vertex to Elem Vertex (ALIGN): la soldadura se define entre un nodo de un elemento Shell y otro nodo de un elemento Shell.
  • Patch to Patch (ELPAT): la soldadura se define del mismo modo que el método Elemento a Elemento. La diferencia está en que NX NASTRAN calculará si el diámetro de la soldadura abarca elementos adicionales, en cuyo caso conectará los nodos de esos elementos adicionales a la soldadura.
  • Prop to Prop (PARTPAT): la soldadura se define entre todos los elementos de una propiedad Shell a todos los elementos de otra propiedad Shell y la posición se debe definir manualmente.
  • Nodes to Nodes (GRIDID): la soldadura se define entre un nº de nodos (máximo 8) en elementos Shell a otro nº de nodos (máximo 8) en elementos Shell, y la posición de la soldadura se define manualmente usando el método de Proyección o Eje.
  • Nodes to Elem Vertex (GRIDID): la soldadura se define entre un nº de nodos (máximo 8) en elementos Shell a otro nodo de un elemento Shell, y la posición de la soldadura será perpendicular al nodo seleccionado.
  • Elem to Elem (CFAST, ELEM): Este método es exclusivo para elementos CFAST, el pasador se define desde un elemento Shell a otro elemento Shell, indicando manualmente la posición de la soldadura y el método de Proyección o Eje.
  • Prop to Prop (CFAST, PROP): Este método es exclusivo para elementos CFAST, el pasador se define entre todos los elementos de una propiedad Shell a todos los elementos de otra propiedad Shell y la posición se debe definir manualmente.

EJEMPLO DE APLICACIÓN

Tenéis un tutorial muy completo donde se utiliza el elemento CWELD aquí:
http://www.iberisa.com/soporte/femap/soldadura_punto_a_punto.htm

Y en el siguiente vídeo te explico lo básico para manejar elementos CWELD/CFAST con FEMAP y NX NASTRAN.

Si quieres repetir este tutorial en tu propio ordenador pídenos los modelos con la geometría de entrada y te lo remitimos por e-mail, es un servicio gratuito y exclusivo para nuestros clientes de IBERISA.

Saludos,
Blas.

7 thoughts on “32.- ELEMENTOS “CWELD/CFAST” en FEMAP y NX NASTRAN

  1. Estimado Blas

    Somos estudiantes de la universidad INSTITUTO UNIVERSITARIO AERONÁUTICO (Córdoba, Argentina) y nos encontramos realizando nuestro Trabajo Final de Grado, el cual consiste en reparaciones estructurales tipo parche en el fuselaje de las aeronaves.

    Si no es mucha molestia, nos gustaría saber como modelar la reparación de un recubrimiento con un parche unidos mediante remaches. Nosotros hemos propuesto modelar el recubrimiento y el parche mediante elementos placa, separadas por sus espesores, y modelar el remache mediante elementos barra o viga con longitud equivalente a la promedio de los espesores del recubrimiento y parche. La reparación se encuentra sometida a Tensión en uno de sus extremos.

    Como dato adicional, los resultados que obtuvimos, no han sido los esperados, debido a que el remache no se encuentra trabajando SOLAMENTE a corte, sino también a tracción.

    Nos gustaría saber si existe alguna forma de enviarle el modelo o fotografía de la deformada, para que pueda visualizar nuestro inconveniente.

    De antemano muchas gracias, y disculpas por las molestias ocasionadas

    Atentamente

    Larco Sebastián
    Jaramillo Pablo

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  2. Hola Blas,
    soy Xabier de Euskadi también y estudié también en la escuela de Ingeniería de Bilbao. He solido seguir tu blog y demás tutoriales cada vez que se me ha presentado algún problema. Hasta ahora que trabajo en Alemania conocía MSC Nastran/Patran y ahora trabajo con NX Nastran 8.
    La cuestion es que en mi empresa estamos buscando la forma de construir con remaches (Moda, necesidad…) y a mi me toca calcularlos. Habia pensado utilizar o elementos CBar o elementos simples tipo RBE2 con el giro en “z” liberado. Me han dadunos resultados esperados…vamos, no muy buenos.
    Y mi jefe que trabajó en Airbus ahora se empena en que utilice elementos CFast, con lo que estoy deacuerdo pero no se porque no consigui si quiera crearlos. Utilizo UG, por lo que seguramente es un poco diferente al tutorial que presentaste un tiempo atras (ya lo revisé). Obtengo el siguiente mensaje cuando intento hacer el Cfast nodo a nodo:
    -Global coordinates: 50.0000 25.0568 1.5000 Check whether PIDs are different for the meshes being connected
    -Global coordinates: 50.0000 25.0568 4.5000 Check whether PIDs are different for the meshes being connected

    Ojala pudieras hecharme una mano!
    Estos se cambiaron de Femap a UG…por que??no lo sé…pero es lo que tenemos.

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  3. Estimado Xabier,
    Los elementos CWLED/CFAST son una maravilla, en FEMAP están muy bien soportados, versión a versión cada vez más FEMAP y NX NASTRAN están mejor integrados, sobre UG no te puedo ayudar, mira lo que dice el manual de NX NASTRAN:

    CWELD Connector Element
    ——————————————————————————–
    The CWELD element and corresponding PWELD property entries let you establish connections between points, elements, patches, or any of their combinations. Although there are a number of different ways to model structural connections and fasteners in NX Nastran, such as with CBUSH or CBAR elements or RBE2s, CWELDS are generally easy to generate, less error-prone, and always satisfy the condition of rigid body invariance.

    Saludos,
    Blas.

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  4. Muchas gracias por la rápida respuesta,
    que aunque no me ayude mucho…seguiré intentandolo. La verdad es que no descifro porque falla algo tan básico y simple de hacer. Tengo los puntos, los nodos…coinciden 100% con 3mm de distacia y Nastran no quiere crear el dichoso elemento.
    Gracias de nuevo y saludos desde Alemania!

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  5. Tengo modelo do NX Nastran que utilise los elementos CWELD pero no me da resultos cuando trato do verlos en NX Nastran. Quiero obtener la fuerza en cada elemento. Necesito pedir algo especial para ver estos? Gracias por su ayuda.

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  6. Estimado Josh,
    En NX NASTRAN es difícil que puedas verlos ya que es un “solver” de elementos finitos (un calculador), para ver resultados necesitas utilizar un postprocesador gráfico tal como FEMAP, o alternativamente leer el fichero de texto *.F06 generado por el propio NX NASTRAN. Por ejemplo, utilizando el pre/postprocesador FEMAP aquí tienes el listado de resultados en elementos CWELD usando la orden “LIST > OUTPUT > STANDARD”

    List Output Standard
    4 Element(s) Selected…
    Femap with NX Nastran Version 11.11
    Format : NASTRAN CWELD Forces

    Output Set 1 – NX NASTRAN Case 1
    F O R C E S I N W E L D E L E M E N T S ( C W E L D )

    ELEMENT BEND-MOMENT END-A BEND-MOMENT END-B – SHEAR – AXIAL
    ID PLANE 1 (MZ) PLANE 2 (MY) PLANE 1 (MZ) PLANE 2 (MY) PLANE 1 (FY) PLANE 2 (FZ) FORCE FX TORQUE MX
    109 -2.134820E+2 -1.585693E+2 7.730618E+1 -1.387751E+1 -2.907981E+2 -1.446967E+2 -8.343935E+1 0.
    110 2.134845E+2 -1.585632E+2 -7.731235E+1 -1.387428E+1 2.907968E+2 -1.446889E+2 -8.345264E+1 0.
    111 -2.362856E+2 3.535664E+2 -2.395487E+2 2.360804E+2 3.263417E+0 1.174971E+2 -1.197264E+1 0.
    112 2.362870E+2 3.535652E+2 2.395488E+2 2.360806E+2 -3.262137E+0 1.174957E+2 -1.197265E+1 0.

    Saludos,
    Blas.

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    • Muchas Gracias por su ayuda. Uso NX8.5 como pre/postprocesador pero no parece soportar los elementos CWELD. Tengo todo lo que necesito on el documento .F06.

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