• Lanzamiento del Telescopio Espacial James Webb (JWST)

Simcenter FEMAP, la aplicación standard de Pre- y Postprocesado del Proyecto JWST

Por fin la NASA en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA) ha puesto en órbita el telescopio espacial James Webb (JWST), el más grande de la historia (100 veces más potente que el legendario Hubble) y una de las obras más esperadas de la ingeniería aeroespacial. El lanzamiento ha sido todo un éxito tras superar su primera y crucial corrección de trayectoria, rumbo a su órbita objetivo situada a una distancia de 1.5 millones de km de la Tierra girando en torno al punto de equilibrio gravitatorio Lagrange-2, una zona donde la gravedad permite que las fuerzas necesarias para mover el telescopio sean mínimas de tal manera que el consumo de combustible es muy bajo y la misión dura más tiempo, precisamente donde están, entre otros, los telescopios Herschel, Planck y Gaia de la Agencia Espacial Europea (ESA) que ya han dejado de funcionar. El Herschel se quedó sin líquido refrigerante en 2013, pero el JWST tiene refrigeración pasiva y lleva 300 kg de combustible que le permitirá mantenerse en la órbita de halo que aunque es una órbita muy estable deberá realizar correcciones para mantenerse en L2, estimando una vida de 10.5 años.

Los amantes del espacio podemos acompañar al telescopio James Webb en su viaje de 30 días gracias a la web de la NASA y conocer en todo momento la distancia a la que se encuentra de la tierra, la velocidad a la que viaja, la temperatura y la fase de despliegue en la que se encuentra:
https://jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html

En el momento de escribir este POST lleva 2 días de viaje y ya ha desplegado de forma automática los paneles solares, ha realizado la primera corrección de trayectoria “Mid Course Correction Burn 1a (MCC11a)” para alcanzar su órbita rumbo a L2 (una maniobra crítica) y ha desplegado con éxito de forma automática la antena de alta velocidad “Gimbaled Antenna Assembly (GAA)” para comunicarse con el centro de control de la NASA en la tierra y enviar 60 GB de datos al día.

La siguiente fase crítica será el despliegue y tensado del escudo térmico (Sunshield) que empezará el día 3 después del lanzamiento, no es una operación automática, la iniciará el equipo de control en la tierra desplegando y tensando las cinco membranes del escudo térmico, más delgadas que un cabello humano, de material Kapton revestido de silicio y aluminio, lo que permitirá mantener la temperatura operativa por debajo de los 50º Kelvin (-223,15 ºC), a pesar de su exposición a la radiación solar. A partir del día 10 comenzará el desplegado de los espejos secundario y primario, así como el radiador trasero para calentar los instrumentos. A partir del día 13 ya con todo desplegado comenzarán durante seis meses las pruebas de ajuste y calibración de los 18 segmentos de espejo hexagonal para que el conjunto funcione como un único espejo (ver animación del desplegado completo)

Si todo sale bien, el JWST será como una máquina del tiempo, una linterna para mirar atrás en el tiempo utilizando la luz infrarrojo que nos permita ver las primeras estrellas que se formaron en el universo hace más de 13000 millones de años, comprender la evolución de las galaxias, entender los agujeros negros y estudiar en detalle la atmósfera de los exoplanetas, ¡¡no me digáis que no es emocionante!!.

Un Poco de Historia

El proyecto del nuevo telescopio espacial para sustituir al vetusto Hubble nació en 1996 con el plan llamado Next Generation Space Telescope (NGST) con cambio de nombre incluido en el 2002 a favor del segundo responsable de la NASA James Webb y dotado con un presupuesto inicial de 1600 millones de dólares y una fecha de lanzamiento para el año 2007. El proyecto ha estado plagado de numerosos retrasos y aumentos de presupuesto (en 2011 el Congreso de los Estados Unidos estuvo a punto de cancelarlo), pero tras 14 años de retraso y un presupuesto final de casi 10.000 millones de dólares el proyecto ha salido adelante.

James Webb vs. Hubble

El James Webb es el telescopio espacial más grande y potente jamás lanzado, con el escudo térmico desplegado ocupa una cancha de tenis. Es bastante más ligero que el Hubble (6.2 Tons frente a 12.2 Tons) y tiene un espejo mucho más grande (6.5 m vs. 2.4 m) formado por 18 fragmentos hexagonales de berilio cubiertos por una película de 48.25 grs de oro.

Otra diferencia importante es que el JWST observa el infrarrojo cercano y el infrarrojo medio (lo que le permite observar galaxias de hace 13.500 millones de años, las primeras galaxias del universo), mientras que el Hubble observa partes del ultravioleta, la luz visible y partes del infrarrojo cercano (lo que le permite observar galaxias de hace 12.500 millones de años).

Dado que el universo está en expansión, los cuerpos más lejanos de nosotros siguen alejándose, y la luz que viaja a través del espacio de esas galaxias lejanas literalmente se estira por la expansión del espacio. Dado que el James Webb captura luz infrarroja esto permite capturar la luz emitida por esos cuerpos que se han alejado muchísimo de nosotros. Otra ventaja de contar con luz infrarroja es que permitirá descubrir nuevos exoplanetas, detectando compuestos químicos de las atmósferas de esos exoplanetas. Por ejemplo, será posible detectar agua, dióxido de carbono o metano, pero nótese que su detección no significa que sea una prueba definitiva de que exista vida.

Por último, el Hubble está a 570 km, en la órbita baja terrestre, mientras que el JWST estará a 1.5 millones de km, esto le permitirá tener una perspectiva única de nuestro universo, “sin distracciones” para tomar imágenes aún más nítidas e impactantes, pero esa ventaja tiene un precio: la distancia a la que está el Hubble permite repararlo en caso de avería, en cambio con el James Webb esa opción está descartada, por tanto es necesario que todo funcione bien a la perfección desde el primer momento, ya que no habrá segundas oportunidades.

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Simcenter FEMAP, la herramienta clave en el proyecto JWST

FEMAP es la aplicación standard de pre- y postprocesado del proyecto JWST, esto se debe conocer en toda la comunidad ingenieril del mundo entero, hay que estar orgulloso del software FEMAP y del grupo de ingenieros que forman el equipo de desarrollo que está detrás, son unos genios!!. Los instrumentos y componentes del JWST se han simulado por Elementos Finitos realizando cálculos de frecuencias y modos de vibración, de transferencia de calor, de deformaciones térmicas y de análisis estructural, y FEMAP ha sido la herramienta que ha aglutinado y agrupado todos los modelos de elementos finitos de los diferentes componentes así como los resultados de todos los análisis de Elementos Finitos permitiendo al equipo de desarrollo del JWST trabajar conjuntamente.

“We use Simcenter Femap as the pre- and postprocessor,” comenta Dr. Emmanuel Cofie, analista responsable del análisis de distorsión térmica del módulo ISIM (Integrated Structural Instrument Model). “The mechanical design team provides us with CAD files and we use FEMAP to generate meshes for our mathematical model and, after finite element analysis, to extract results and view the behavior and state of the structure under the various load conditions. FEMAP it is the primary tool we used for visualization of the structure in its operational/launch states before actual testing.”

Debido a que solo existe una única oportunidad para que el JWST tenga éxito, cada pieza y ensamblaje de cada sistema tiene que ser probado a fondo en la Tierra para asegurar que los instrumentos funcionarán sin problemas bajo las condiciones de trabajo prescritas. Simular el comportamiento del JWST en la Tierra es la única forma de determinar que el telescopio funcionará correctamente una vez que esté situado en el espacio exterior. Es un trabajo personalizado, artesanal, único en su género.

Utilizando solvers de Elementos Finitos junto con Simcenter FEMAP, los ingenieros de la NASA realizaron simulaciones para garantizar que cada pieza no interfiera con otra y que las piezas y los conjuntos tengan la resistencia suficiente para soportar las condiciones térmicas de calor o frío extremas, las vibraciones inducidas durante el lanzamiento así como soportar con éxito las condiciones de funcionamiento normales.

“Simcenter Femap™ is a very usable tool that is at once very affordable and also provides high value,” comenta Mark McGinnis, Director del grupo de trabajo encargado del estudio de la distorsión térmica en NASA Goddard Space Flight Center (GSFC). “It enables us to carry out our mission of analyzing the structural and thermal performance of parts and systems. Femap is easy to learn and use, and works well with any solver.” Mark estima que el software se usa habitualmente por al menos 75 ingenieros en el NASA Goddard.

“For example, we imported a back plane sub-assembly model from a contractor and populate it with 18 mirrors to visualize how they come together,” comenta McGinnis, “We need to be sure the interface grids are coincident as they were supposed to be, and then use it to build the more than 8 million required grids, which makes a very large FE model from a computing standpoint. We assemble the model using Femap.”

Aquí os dejo el video y copia de la presentación en PDF realizada por Mark McGinnis – SGT JWST Project Lead & Dr. Emmanuel Cofie – ISIM Lead Analyst donde explican la utilización de FEMAP en el proyecto del telescopio espacial James Webb (JWST) en un evento con motivo de la celebración del FEMAP SYMPOSIUM 2014 en Atlanta (Georgia).

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Mark Sherman, Director de Desarrollo de Simcenter FEMAP, conoce muy bien por dentro el proyecto JWST, ha estado en contacto muy estrecho con numerosos ingenieros usuarios de FEMAP en 17 continentes trabajando en el JWST, incluyendo universidades y grandes industrias como ATK, Ball Aerospace, ITT, Lockheed Martin, Northrop Grumman Aerospace System (el contratista principal) y el Space Telescope Science Institute. Me imagino a Mark siguiendo el lanzamiento del cohete Ariane V pegado al monitor de TV:

“Here at Siemens Digital Industries Software, we are excited to watch the upcoming launch of the JWST,” comenta Mark Sherman, Director de Simcenter Femap Software Development. “Our involvement in this historic undertaking has been detailed in numerous customer presentations and papers, and we have been privileged to work with a large number of Simcenter FEMAP users at different entities over the years involved in the simulation of complex parts and systems in support of the Webb mission.”

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Modeling the First Light Machine with FEMAP
Integrated Science Instrument Module (ISIM) Structure

ISIM´s Stepping Stones

Convergence Studies Models

Composite Modeling with FEMAP

Global to Local

ISIM Temperature Mapping

Operational Temperatures Distorted Shape

Dynamics Modeling Key Modes

ISIM Strength Proof Testing

ISIM Performance Predictions

JWST Strength Testing

Deployed Dynamics Testing

Transportation Modeling

Overdrive Testing

Thermal Distortion Testing

FEMAP Specific Benefits

Conclusion

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El siguiente video muestra numerosos trabajos realizados con FEMAP sobre todo en el campo aeronáutico y aeroespacial, alucinarás, qué maravilla, cuántas cosas puede hacer la ciencia y la ingeniería … qué pena no llegar a ver las fronteras del espacio hasta donde llegará el ser humano. Disfrutemos el momento mientras nos deje el COVID-19, es lo que nos queda!!!.

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Enlaces Interesantes:

• Media Advisory: NASA Sets Coverage, Invites Public to View Webb Telescope Launch

• Siemens: Using Femap helps NASA develop next-generation space telescope

• Space.com: James Webb Space Telescope vs. Hubble: How will their images compare?

• BBC News: James Webb Space Telescope given revised 24 December launch

• The Verge: How astronomers decided where to point the most powerful space telescope NASA ever built

Saludos,
Blas.

• Ejemplos de Mallado con FEMAP

Consejos de Mallado y Análisis por Elementos Finitos con Simcenter FEMAP y Simcenter Nastran

A menudo publico vídeos en mi canal de YOUTUBE con consejos de mallado y análisis por Elementos Finitos para responder con mucho gusto a preguntas tanto sobre Simcenter Nastran como Simcenter FEMAP planteadas en diferentes foros de ingeniería como ENG-TIPS, o en los propios foros de SIEMENS tales como Simcenter-Femap-Community y Simcenter-Nastran-Community, o en el grupo de Femap en Facebook, etc.. Me gustaría reunir algunos de esos videos junto con las imágenes y animaciones incluidas en mis respuestas de los últimos 6 meses y juntar aquí todo en un POST, básicamente para que no se pierda todo ese conocimiento y sirva de ayuda primero a nuestros clientes y usuarios, y también quede a disposición de todos los miembros de este BLOG, así como visitantes y amigos del Mallado y Análisis por Elementos Finitos con FEMAP, ¿OK?. Pues vamos a por ello!!.

2-D TRANSITION MESH in FEMAP

Voy a enseñaros algunas de las técnicas de Transición de Mallado 2-D que se pueden realizar en FEMAP sin problemas y que he utilizado recientemente en algunos proyectos con excelentes resultados.

Por ejemplo, la siguiente imagen muestra diferentes ejemplos de transición de malla (de izquierda a derecha) utilizando elementos 2-D triangulares. Tengo que decir que yo no soy muy amigo de usar elementos triangulares, pero esta técnica en especial me gusta porque la transición de malla es muy regular, y entendiendo la técnica de progresión ofrece muchas posibilidades para ajustarse a las necesidades de divisiones y nº de elementos de cada caso en particular.

• CASO#1: Pasar de 10 a 5 elementos: la clave está en definir en los laterales 5 divisiones, en ese caso la malla resultante presenta el aspecto de la figura nº1. No hace falta definir ningún MESH > MESH CONTROL > MESHING APPROACH especial, no, el truco está en prescribir en los TRES BORDES LATERALES la MITAD de elementos que tenga el extremo director. Es decir: si tenemos A=10 elementos en el borde izquierdo, simplemente prescribiendo A/2=10/2=5 en los otros tres bordes obtendremos la malla de la figura nº1. Esto es aplicable para cualquier valor “par” de A.
• CASO#2: Pasar de 10 a 4 elementos, con 6 elementos en el lateral. La clave está en definir en los laterales 6 divisiones, en ese caso la malla resultante presenta el aspecto de la figura nº1. Ya véis la progresión: si defines “n” divisiones en el borde lateral derecho, deberás prescribir “n+1” divisiones en los bordes laterales superior e inferior, siendo n=4,3,2
• CASO#3: Pasar de 10 a 3 elementos, con 7 elementos en el lateral. La clave está en definir en los bordes laterales superior e inferior 7 divisiones.
• CASO#4: ¿Y si el nº de divisiones en el borde izquierdo es impar?. Pues también funciona, aquí tenéis el ejemplo: Pasar de 9 a 4 elementos, con 5 divisiones en el lateral. 
• CASO#5: Pasar de 9 a 3 elementos, con 6 divisiones en el lateral. La clave está en definir en los bordes laterales superior e inferior 6 divisiones.

48.- CATAMARÁN DE ALTA VELOCIDAD Mallado y Analizado con FEMAP y NX Nastran

Gary Davidson, Senior Director del Dpto. de Estructuras de la empresa Revolution Design (Australia) nos explica en este vídeo cómo el uso de FEMAP y NX NASTRAN ha sido clave en el Diseño, Mallado y Análisis por Elementos Finitos de un Catamarán de alta velocidad.

Saludos,
Blas.

41.- FEMAP MIDSURFACE MODELING: Método “OFFSET”

“Midsurface Modeling” se denomina así el proceso de extracción de la superficie media entre dos caras paralelas de la pared de un sólido con el objetivo de preparar la geometría para mallar con elementos Shell 2-D CQUAD4 en orden a reducir la complejidad del modelo y aumentar la precisión y exactitud del Análisis por Elementos Finitos.

Es un recurso muy potente, versátil y de máxima importancia, particularmente en análisis avanzados (lineales y no lineales) donde, por ejemplo, sería imposible abordar un problema de Análisis No Lineal Dinámico Transitorio Implícito (SOL601,129) con cientos de steps en caso de mallar con elementos sólidos tetraédricos CTETRA, el tamaño de la base de datos sería enorme, probablemente cientos de Gigas, habría que disponer de cientos de GB de memoria RAM para poder abrir el modelo debido al enorme tamaño de la base de datos resultante. Por esta razón es crítico conocer bien cómo crear superficies medias de forma rápida y eficiente para mallar con elementos Shell CQUAD4, en la práctica profesional del experto analista son los elementos más utilizados.

En FEMAP existen numerosas funcionalidades para la creación más o menos automática de superficies medias, las dos más importantes son:

• “Geometry > Midsurface > Automatic…“: agrupa en un mismo comando las tres órdenes siguientes de creación semi-manual de una superficie media: Generate, Intersect y Cleanup. La orden solicita que se introduzca una distancia máxima de búsqueda de pares de superficies, crea las superficies medias, las recorta y borra los trozos que sobran.
  

Las tareas que lleva a cabo esta orden son las siguientes:

Midsurface Auto
xxxx Surface(s) Selected…
Examining Surfaces…
Extracting Mid-Surfaces…
Removing Duplicates…
Intersecting Mid-Surfaces…
Identifying Unnecessary Mid-Surfaces…
Deleting Unnecessary Mid-Surfaces…

• “Geometry > Midsurface > Offset Tangent Surfaces…“: se utiliza preferentemente sólo con sólidos de espesor constante. La orden pide seleccionar una cara, busca todas las que sean tangentes en base a una tolerancia dada y genera la superficie media. Tiene una peculiaridad muy importante: las superficies medias generadas con el método OFFSET ya están “cosidas“, todas forman un único cuerpo, lo cual facilita el posterior mallado.

La utilización de una u otra orden dependerá en general del tipo de geometría de partida. Por ejemplo, en el siguiente modelo CAD 3-D sólido existe una intersección en T que condiciona como más adecuado el uso del método “Automatic” en vez de “Offset“.

La siguiente imagen muestra la malla generada a base de elementos Shell 2-D CQUAD4. Sobre dicha malla se representa el reparto de la calidad de los elementos utilizando el parámetro de distorsión de la malla ALTERNATE TAPER (se considera fallo cuando Q4_TAPER > 0.5) que en general es el parámetro de control de distorsión de la malla más exigente de NX Nastran con los elementos Shell CQUAD4.

La siguiente imagen muestra la distribución de la calidad de la malla en el modelo de elementos finitos utilizando el parámetro de distorsión de los elementos en base a la relación de aspecto (ASPECT RATIO, AR). Se considera fallo cuando el valor máximo es AR > 10.

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.

20.- TECNICAS AVANZADAS DE MALLADO 2-D

Hola!,
Cuando tenemos superficies con geometría complicada (o simplemente no regular) las opciones de mallado automático 2D “por defecto” en general no nos permiten conseguir mallas con elementos CQUAD4 de buena calidad, es entonces cuando debemos utilizar los recursos avanzados de mallado 2D. Este vídeo enseña cómo utilizarlos.

La orden “Mesh > Mesh Control > Approach On Surface ..” se utiliza en FEMAP para especificar el tipo de malla a crear en una superficie. Normalmente, si no se especifica ningún método, FEMAP decide si crear una malla libre (free mesh) o una malla estructurada (mapped mesh). Esta orden le permite al usuario tomar el control de la situación y crear mallas mapeadas de buena calidad…

MAPPED – FOUR CORNER

Este método de mallado 2-D permite crear una malla mapeada entre cuatro esquinas de una superficie, el orden de selección de puntos puede ser arbitrario.

La siguiente figura muestra las cuatro esquinas seleccionadas de una superficie. Para que FEMAP cree una malla mapeada es requisito imprescindible que la suma de elementos especificados en las curvas exteriores sea igual al nº de elementos en las curvas interiores. Este requisito es clave, si el nº de divisiones no coincide entonces FEMAP crea una malla libre.

No es obligatorio seleccionar los puntos de la superficie, FEMAP automáticamente realiza esta tarea por el usuario, lo cual es muy útil en superficies con numerosas curvas como en la siguiente figura:

En el vídeo adjunto podréis aprender cómo definir mallas utilizando el método “Mapped-Four Corner” y generar mallas como la siguiente:

MAPPED – THREE CORNER

Esta opción es similar al método “Four Corner Meshing Approach“. La malla resultante puede estar creada completamente a base de cuadriláteros, pero dependiendo de la geometría puede presentar elevada distorsión en ciertas zonas.

MAPPED – THREE CORNER FAN

Este método es similar al “Three Corner Meshing Approach”, la diferencia es que la malla resultante contiene únicamente triángulos en la primera esquina seleccionada.

CURVATURE-BASED MESH REFINEMENT

Existe un parámetro en la orden “Mesh > Mesh Control > Size On Surface..” denominado “Curvature Based Mesh Refinement” que permite reducir automáticamente el tamaño del elemento en superficies con elevada curvatura.

La siguiente imagen es el resultado de activar la función de refinado de malla basado en la curvatura, en el vídeo adjunto explico cómo hacerlo:

QUAD EDGE LAYERS

Existe un parámetro en la orden “Mesh > Geometry > Surface..” denominado “Quad Edge Layers” que permite especificar el nº de capas de elementos CQUAD4 que FEMAP tratará de crear en cada curva del contorno de una superficie.

La siguiente imagen muestra la malla resultante de combinar la orden WASHER con QUAD EDGE LAYERS = 2

Por supuesto, combinando las diferentes técnicas de mallado 2-D de superficies de FEMAP explicadas anteriormente podemos crear una malla “chula” como la de la figura, con la mínima distorsión de la malla posible — con imaginación!!:

En el siguiente vídeo explico las técnicas avanzadas de mallado 2-D de FEMAP V10.2 — espero que os sea útil!.

Saludos,
Blas.

FEMAP Tips & Tricks: Extender Superficies para Conectar Mallas

Hola!,
Aquí tenéis otro interesante uso del Meshing Toolbox de FEMAP V10.2:

En el siguiente vídeo podréis ver más en detalle las enormes posibilidades de la orden GEOMETRY EDITING del Meshing Toolbox de FEMAP v10.2:

Saludos,
Blas.

Contacto Rígido Curva-a-Superficie (GLUE Edge-to-Surface Contact), por Jim Bernard (SIEMENS PLM)

Hola!,
Las uniones rígidas tipo GLUE “Curva-a-Superficie” son un método simple y efectivo de unir mallas no coincidentes durante la fase del análisis (es decir, a nivel de solver) al realizar el cálculo con NX Nastran V7.1, es una capacidad específica del solver NX NASTRAN V7.1 que FEMAP V10.2 explota perfectamente y ofrece grandes beneficios para el usuario de cara a crear modelos de elementos finitos de forma rápida y eficiente.

Las capacidades de la unión rígida tipo GLUE “curva-a-superficie” son las siguientes:

• Transferencia correcta de cargas y desplazamientos: permite obtener unos resultados exactos de tensiones y deformaciones en el interface entre elementos Shell-Shell o Shell-Solid. Los nodos en la unión no tienen que ser coincidentes.
• En las uniones rígidas tipo GLUE “Curva-a-Superficie” el solver NX Nastran 7.1 crea internamente conexiones tipo soldadura para prevenir el movimiento relativo en todas las direcciones.
• Soporta todas los tipos de análisis del solver NX NASTRAN 7.1, salvo SOL144-146, 153, 159, SOL601 y SOL701.
• Trabaja con todo tipo de elementos Shell y Sólidos:
• El contacto rígido “Curva-a-Superficie” se puede utilizar tanto con mallas “Shell-con-Shell” como “Shell-con-Sólido”.
• El contacto rígido “Superficie-a-Superficie” tiene las mismas prestaciones, se puede utilizar tanto con mallas “Shell-con-Shell” como “Shell-con-Sólido”.
• No aumenta el nº de grados de libertad del modelo (DOF) ni el tiempo de cálculo.
• No requiere una especial manipulación ni de la malla ni de la geometría: las caras y aristas a unir no necesitan ser coincidentes, la malla tampoco, por tanto ofrece una libertad de mallado total para generar mallas con la mínima distorsión y elementos de la máxima calidad ya que no es necesario calcular intersecciones entre superficies medias, lo cual ahorra mucho tiempo de preparación de la geometría para el mallado (generar superficies medias, extender hasta la intersección, recortar, etc..).

Ejemplo: Unión en “T”

El siguiente ejemplo demuestra la eficacia y total precisión de la unión tipo GLUE “curva-a-superficie” mediante el análisis estático lineal de dos chapas en forma de “T” malladas tanto con elementos 2-D Shell como 3-D Sólidos comparando el método GLUE de NX Nastran V7.1 con los métodos clásicos de unión de mallas tales como “mergear” nodos directamente o usar elementos rígidos RBE.

Conclusiones:

• La rigidez de la unión tipo GLUE “Curva-a-Superficie” es perfecta con elementos Shell FINOS y GRUESOS:
• Los resultados de Desplazamientos son comparables al modelo mallado por completo con elementos sólidos 3-D CHEXA.
• No es sensible a la distancia de la mitad del espesor (½ t1) entre la placa y el refuerzo.
• La unión tipo GLUE “curva-a-superficie” constituye un método muy efectivo para ahorrar tiempo de pre-procesado en la creación de modelos de estructuras de chapa soldadas mediante superficies medias.
• Las superficies medias no se tienen que extender hasta su intersección, ni ser recortadas, por tanto el proceso de mallado se simplifica mucho y es más rápido.
• La unión tipo GLUE “curva-a-superficie” es el método de conexión preferido especialmente para unir elementos Shell GRUESOS: este detalle es muy importante, se demuestra que el método de unión tipo GLUE entre elementos Shell GRUESOS es mucho más exacto que el método clásico de unión directa “mergeando” nodos entre mallas coincidentes, en la unión tipo GLUE la fuerza de unión está distribuida sobre un área de superficie más realista, en cambio en la unión directa Shell/Shell la unión es mucho más flexible que en la realidad, el modelo Shell requiere una rigidez adicional cuanto mayor sea la superficie de solapamiento del material (es decir, cuanto mayor sea el espesor del refuerzo).
• En resumen, la unión GLUE “curva-a-superficie” tiene una rigidez comparable al modelo sólido más exacto mallado con elementos 3-D CHEXA.
• Además la tecnología es computacionalmente muy eficiente: se han analizado modelos con millones de elementos de conexión.
• Existen planes para extender la tecnología a otras disciplinas.
• La nueva versión de NX NASTRAN V8.0 incluye como novedad “glue surface tractions for solid and shell elements” disponible en análisis estático lineal SOL101, Análisis de frecuencias SOL103 y Pandeo lineal (SOL105).

El siguiente vídeo enseña cómo usar esta potente capacidad de contacto GLUE “curva-a-superficie” en FEMAP V10.2:

Saludos,
Blas.

Femap Tips and Tricks: Model Bounding Box

Hola!,
En este vídeo descubrimos un nuevo truco de FEMAP que explica cómo determina el programa el valor de la tolerancia de “mergeado” o cómo calcula la escala de la deformada, todo es función de la diagonal del “Model Bounding Box“, un cubo virtual 3D que abarca el modelo de elementos finitos por completo. Ya sabéis, es importante no colocar nodos en el infinito ….

Saludos,
Blas.

Femap Tips and Tricks: Color by Property ID

Hola!,
Un nuevo vídeo de la saga “FEMAP Tips & Tricks” grabado por los chicos de SIEMENS PLM que enseña cómo asignar “automáticamente” diferentes colores a las propiedades de elementos. Yo lo utilizo mucho, y como habréis podido ver en mis vídeos intento enseñar esta técnica siempre que puedo ya que es una forma muy rápida de distinguir “por color” las diferentes propiedades y elementos del modelo CAE.

Saludos,
Blas.