Predicción de necesidades estructurales de un UAV

Un buen lugar donde debatir temas relacionados con este Soft.


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Nineleven
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Predicción de necesidades estructurales de un UAV

Mensaje por Nineleven »

Hola.

Soy un estudiante de Ingeniería Técnica Aeronáutica, ahora mismo embarcado en el proyecto de fin de carrera, consistente en el diseño de un UAV (avión no tripulado).
No tengo ninguna experiencia en Solidworks, y sí algo en Catia.
El diseño del avión está realizado en Catia, y el tutor de proyecto me ha pedido que investigue si es posible exportar ese diseño de Catia a Solidworks, introducirle las cargas a las que va a estar sometido, y que el Solidworks haga una predicción de la estructura interna necesaria, a saber: número y distribución de cuadernas, lugares a reforzar, etc. ¿Es eso posible?

Muchas gracias.

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Ricardo
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Re: Predicción de necesidades estructurales de un UAV

Mensaje por Ricardo »

Hola Nineleven.

Primera pregunta, si el diseño está hecho en Catia porque no hacéis el estudio en Catia?

Pasar de Catia a SolidWorks, si se puede, perderemos el árbol de operaciones, pero se puede, tenéis que guardar los archivos de Catia en un formato neutro (step, por ejemplo) y luego estos abrirlos en SolidWorks.

Ahora bien pedir que SolidWorks me diga numero y distribución de las cuadernas, es demasiado (incluso dudo que programas de elementos finitos mas sofisticados lo hagan).

Con muchísimas limitaciones, hay que entender que el calculo de resistencias es un complemento de SolidWorks no un programa en si, nos dirá si con el numero y distribución que hemos puesto resiste los esfuerzos que nosotros pidamos.

Saludos.

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Nineleven
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Re: Predicción de necesidades estructurales de un UAV

Mensaje por Nineleven »

Muchas gracias por la respuesta.

El archivo de Catia lo guardamos en .igs y el Solidworks lo abre sin problema.

La cuestión de hacerlo en Solidworks es que teníamos la creencia de que la interfaz de usuario del Solidworks era más amigable que la del Catia para según qué cosas. Yo, el módulo de análisis estructural del Catia no lo domino en absoluto.

O sea que, en definitiva, hay que estimar previamente la estructura, introducirla en tu diseño, supongo que especificar materiales también, y entonces el Solidworks sí sería capaz de predecir si es aceptable y, ¿quizá incluso el margen de seguridad que tienes?

Muchas gracias de nuevo.

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Ricardo
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Re: Predicción de necesidades estructurales de un UAV

Mensaje por Ricardo »

Hola Nineleven.

Dices bien, la interfaz de SolidWorks es mas amigable que la de Catia, pero Catia es mas potente que SolidWorks aunque por lógica mas complicado de manejar.

Yo te recomiendo que no uses iges ya que traspasa superficies y te dará mas problemas que step que traspasa sólidos.

En SolidWorks, para análisis de esfuerzos, debes tener perfectamente definida tu pieza, aplicar materiales, especificar que parte queda restringida o sea no se mueve y aplicar las cargas y con suerte (depende mucho de la complejidad de la estructura) te dará desplazamientos y tensiones a lo largo de la estructura.

Para una simple viga es muy fácil, para un avión puede complicarse un poco, creo yo.

Saludos.

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nacho1126
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Re: Predicción de necesidades estructurales de un UAV

Mensaje por nacho1126 »

Hola Nineleven dices que el proyecto consistió en diseñar un UAV, por lo que entonces ya deben de haber cálculos previos porque dices que a sabes las cargas que va a soportar, entonces debiste hacer el calculado la envolvente de vuelo y haber estudiado la teoría de been box (caja de torsión) lo que ayudara a predecir las cargas, y con lo que respecta a elementos finitos pues catia y solidworks son softwares para el diseño paramétrico, por lo que para un análisis por elemento finito se necesita otros programas como Ansys, comsol, nastra etc, yo se que en ansys es un poso fácil hacer una representación rápida de tu modelo con las cuadernas o costilla, los largueros y la piel.

Pero sin te quieres complicar la vida pasa los archivos de catia a SW, aunque no se que tan preciso pueda llegar a ser, pero pues si te dara una idea del comportamiento de tu diseño.

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Mondeo14
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Re: Predicción de necesidades estructurales de un UAV

Mensaje por Mondeo14 »

Hola Nineleven, bienvenido a RinCAD, esperamos verte con frecuencia por aquí.

Lo que pretendes no se puede hacer ni con Solid Works, ni con Catia, ya que el primero hace unos cálculos básicos y el segundo algo mas, pero no para pedirle lo que tu pretendes. Es mas, dudo que exista ningún programa que te "diga" lo que tienes que hacer, poner o quitar. Los cálculos de elementos finitos te dan unos resultados que luego tu has de interpretar y valorar, ese es el gran problema, interpretar lo que te dice.
Actualmente estoy en un cursillo de Catia Avanzado y da la casualidad de que en estos momentos estamos con el Cálculo de Elementos Finitos para piezas, ya que para conjuntos hay otra opción que la estudiaremos mas adelante. Precisamente el pasado jueves le comenté al profesor que si, que los cálculos muy bien, los gráficos muy bonitos y la simulación preciosa, pero que quien me dice a mi si se rompe o no. Respuesta, si se han puesto bien las cargas, los materiales tienen los datos bien y están las opciones bien configuradas, que solo has de fijarte en los datos. Ahí es nada, como no tengas nociones de resistencia de materiales, la llevas clara.
Y por mucho que lo pases a SW, que por cierto, coincido con Ricardo, guárdalo como stp y no como iges, ya que puedes pasar un montón de superficies que no te sirvan para nada, como te decía, por mucho que lo pases, has de volver a reconfiguarar todo de nuevo: materiales, restricciones, uniones, etc, etc. Y ya no te digo nada lo que te puede costar hacer cada cálculo.
Existen otros programas para estos casos, porque aunque no te lo creas, los diseños de los aviones, coches o aerogeneradores se hacen con Catia, pero los análisis NO, utilizan los programas, tiempo y recursos necesarios para el estudio, estudio que puede costar entre 1 o 100 horas, dependiendo de la complejidad del diseño, la cantidad de piezas a calcular, la precisión del mismo, la máquina usada y el programa empleado.

Deberías de plantearte que si es posible pasar el diseño a Solid Works, pero que el cálculo que quiere tu tutor (que debe de estar flipado para pedirte algo que no se hace nada mas que en las grandes empresas), no lo vas a poder hacer con ninguna garantía. Y si alguien te viene y te dice que si se puede hacer, puede que SI, pero piensa en la experiencia que has de tener para hacerlo, el dominio del programa que se ha de tener, el tiempo que se ha de emplear y lo mas importante, lo que has de saber para interpretar los datos y poder optimizar tu modelo.

Que tengas suerte, la vas a necesitar.

PD: Dile al tutor que no mezcle las pastillas para la tensión con el alcohol, que le producen alucinaciones :49 :44 :14

Un saludo

Nos leemos, Mondi


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Re: Predicción de necesidades estructurales de un UAV

Mensaje por Nineleven »

Gracias a todos por las respuestas y la bienvenida.

Bueno, en cualquier caso se trata de un avión ligero en el que no se prevén grandes aceleraciones ni de mucho estrés estructural, lo único verdaderamente importante es una estructura interna lo más ligera posible, y aquí es donde entraba la posibilidad de usar el Solidworks si brindaba una solución relativamente rápida a la que no hubiera que dedicar demasiadas horas de trabajo. Está claro que si quieres hacer un estudio serio hay que usar programas de elementos finitos, y eso es un fregao.

Dom Feb 02, 2014 17:23 - Mondeo14 escribió:

Actualmente estoy en un cursillo de Catia Avanzado y da la casualidad de que en estos momentos estamos con el Cálculo de Elementos Finitos para piezas

PD: Dile al tutor que no mezcle las pastillas para la tensión con el alcohol, que le producen alucinaciones :49 :44 :14

¿Me podrías contar más sobre ese cursillo? Quién lo imparte, precio, qué módulos se utilizan... Yo, a fin de cuentas, soy un principiante con el Catia y no me vendría mal más formación. Ya me doy con un canto en los dientes por haber logrado hacer todo el diseño del engendro con él.

Para disculpar a mi tutor, es de la cátedra de aerodinámica y está mucho más enterado de los programas de mecánica de fluidos, como es lógico, y creo que los de estructuras no los domina mucho. En cualquier caso, me pidió investigarlo por ver si era posible.

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Re: Predicción de necesidades estructurales de un UAV

Mensaje por nacho1126 »

Hola Nineleven lo que comentas de que tu profesor es de aerodinámica creo que también debe de saber algo de estructuras ya pues para hacer un análisis estructural se deben de considerar los efectos causados por las fuerzas aerodinámicas y las de la propia carga, y es muy interesante eso hacer un análisis aero-estructural muy pocas veces lo he visto y los he visto que los hacen con Ansys, el cual puede tener esas 2 interfaces de análisis estructural y de fluidos, pero bueno eso seria para un trabajo de tesis para concluir tu carrera.

Saludos y suerte con ese proyecto muy interesante.

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Mondeo14
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Re: Predicción de necesidades estructurales de un UAV

Mensaje por Mondeo14 »

Nineleven escribió:

¿Me podrías contar más sobre ese cursillo?

Poco te puedo decir, simplemente que es un cursillo subvencionado por Organismos del Gobierno de Navarra, que creo puede llegar a costar mas de 1500 € y que lo imparte un centro privado de educación secundaria. Digo lo de "puede llegar a costar", porque a mi no me cuesta ni un euro, al ser subvencionado para trabajadores en activo.
Este curso no se ha echo nunca en mi zona y dudo un poco que se repita, ya que el centro que lo imparte se dedica a dar cursos de Catia Básico y este de Catia Avanzado lo han tenido que subcontratar para que lo de un especialista en Catia.
¿Que temas se dan?, todos los posibles y muy por encima, ya que las horas son muy pocas (80): Kinematics, Ergonomía, Chapa, Modulo Eléctrico, Diseño en contexto, Análisis de piezas y conjuntos, y poco mas.

Y volviendo al tema que te preocupa, ahora después de lo que has dicho, olvídate de hacer ningún cálculo, por muy básico que sea. Para hacer algo decente has de preparar mucho tu modelo 3D (materiales, relaciones, etc) y eso no es cuestión de 10 minutos. Luego depende de lo que quieras obtener, pues puedes estar días, pero te repito, no esperes que con ningún programa te diga donde has de poner las piezas. Por lo menos yo lo pienso así.
Lo de tu tutor era broma, todos sabemos que en los proyectos de fin de carrera, siempre exigen lo máximo y si encima me dices que de Aerodinámica, apaga y vamonos. Por un casual, pregúntale con que programa se hacen los cálculos en su cátedra y seguro que te nombra Abaqus, Ansys o alguno similar, programas fuera del alcance de los bolsillos de muchas empresas o centros de enseñanza y ya no te digo los conocimientos que has de tener para manejarlos.
Creo que debes de centrarte en otros aspectos y si verdaderamente quieres hacer algún cálculo, por muy simple que sea, hazlo con Catia. Lo de amigable lo tiene ambos, porque tan complejo es SW, como Catia. Yo creo que Catia es mas potente y completo.

PD: Joder Nacho, siempre coincidimos a la hora de responder en este post :44 :44

Un saludo

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Re: Predicción de necesidades estructurales de un UAV

Mensaje por Nineleven »

Sí, el Ansys se usa mucho, en especial el módulo FLUENT. Van a hacer un cursillo práctico dentro de poco en mi escuela de FLUENT y estoy a ver si consigo apuntarme, que me parece muy interesante.

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