Análisis y diseño de piezas con Catia V5. José Antonio Vásquez Angulo

de Poisson: esta constante se expresa como la deformación unitaria lateral sobre la deformación unitaria axial de un cuerpo que se encuentra sometido a tensión. Poisson demostró que estas dos deformaciones son proporcionales entre sí, dentro de los límites de la ley de Hooke¹¹.

      Densidad ρ (Density): Este valor es muy importante a la hora de hacer los cálculos con el método ELFINI con CATIA V5.

      Las unidades para la ρ que el programa toma por defecto son Kg/m³. Por ello, es importante introducir el número en esta casilla Density en Kg/m³.

       Densidad: es una propiedad intensiva de la materia definida como la relación de la masa de un objeto dividida por su volumen.

      Límite de elasticidad ELim (Yield Strength): Esta propiedad mecánica del material es irrelevante para los cálculos en CATIA V5, porque el programa no lo toma en cuenta para el cómputo. Este valor es considerado para el análisis de resultados (por ejemplo, véase la página 221). Se trata del límite de elasticidad del material. Si se quiere, y se tiene la información, se puede colocar, para así completar las propiedades de nuestro material y tenerlo como referencia para posteriores conclusiones.

      Coeficiente de dilatación térmica (Thermal Expansion): Este valor es muy im portante a la hora de hacer los cálculos con el método ELFINI con CATIA V5.

      Las unidades para el coeficiente de dilatación térmica que el programa toma por defecto son mm/mmK, por ello es importante introducir el número en esta casilla Thermal Expansion en mm/mmK.

       Dilatación térmica: cuando se calienta un cuerpo sólido, la energía cinética de sus átomos aumenta de tal modo que las distancias entre las moléculas crece, expandiéndose así el cuerpo, o contrayéndose si es enfriado. Estas expansiones y contracciones son causadas por variación de temperatura en el medio que le rodea.

       3.2.3 Pestaña Drawing

      Esta pestaña no interviene en los cálculos con el MEF, pero ayuda a definir las líneas que conforman el achurado cuando se esté trabajando con CATIA V5 en el modo Drawing (2D). Este se hace visible en el momento que hagamos un corte a determinado sector de nuestro diseño, en donde se involucre el material que estamos en este momento definiendo.

       3.2.4 Pestaña Rendering

      Con la ayuda de esta pestaña podremos trabajar sobre las propiedades físicas (visuales) del material. No representa importancia a la hora de hacer los cálculos por el MEF. Esta pestaña posee dos subpestañas, Lighting y Textura. Estas son utilizadas para trabajar con la luz y la textura que tendrá la pieza una vez ubicada en nuestra Biblioteca de Materiales. Con ella podremos jugar, usando la creatividad para crear nuevas texturas con el programa.

       3.2.5 Pestaña Inheritance

      Se utiliza cuando necesitamos incluir diferentes materiales en una pieza. La pestaña Inheritance nos ayuda a situar cada material en la parte que corresponde de dicha pieza.

      En la parte inferior derecha de la ventana Properties, encima de los botones OK, Apply y Close, se ubica el botón More. Presionando este botón surgen nuevas pestañas en la ventana Properties, de las cuales destacamos a la pestaña Inheritance; que se utiliza para cuando necesitamos incluir diferentes materiales en una pieza. Con ella podemos situar cada material en la parte que corresponde de dicha pieza. Hemos nombrado las importantes para nuestro estudio y algunas otras, que son irrelevantes en el momento de hacer los cálculos con el MEF, pero que forman parte de la ficha técnica de cada material.

      Una vez incluido un nuevo grupo de materiales y habiendo definido también las propiedades del nuevo material incluido en la Biblioteca de Materiales Acero Inoxidable UNEx10Crni S18-09, hacemos clic en OK para confirmar que todos los cambios que hemos introducido se incluyan, ahora sí, en la nueva Biblioteca de Materiales.

      Con el procedimiento anterior hemos aprendido cómo incluir nuevos grupos y materiales que forman parte de estos grupos, a la Biblioteca de Materiales de CATIA V5. Invi tamos al lector a introducir los datos del Acero Inoxidable UNEx10CrniS18-09 y a seguir introduciendo más tipos de acero en el nuevo grupo de materiales Aceros, así como la introducción de nuevos grupos y sus componentes.

      Notas al pie

      1.Esto depende de la versión del programa (CATIA V5) que tengamos instalada y del tipo de licencia.

      2.CATIA V5 posee versiones en inglés, francés, alemán, italiano y japonés.

      3.La UNE es en España la entidad que normaliza y clasifica tanto el hierro como el acero, al igual que sus homólogas en Italia, Francia, Alemania, (AISI) Estados Unidos, etc.

      4.Configuración para Windows XP Professional.

      5.Versión de CATIA que se tenga instalada. En este caso versión numero 16 (CATIA V5R16).

      6.Suponiendo que hemos instalado a CATIA V5R16 con la versión en inglés. Por ejemplo; si tenemos la instalación en alemán, el final de la ruta sería: materials\German\Catalog.

      7.CATIA V5R16 abre la ventana de opciones, por defecto, en la opción que utilizamos la última vez.

      8.Ventana estándar de Windows.

      9.Thomas Young: Inglaterra (1773-1829), Científico.

      10.Simeon Poisson: Francia (1781-1840), físico y matemático.

      11.Robert Hooke: Inglaterra (1635-1703), científico.

       Capítulo 4

       El módulo GPS

      La resistencia es una propiedad del material o de un elemento mecánico. La resistencia de un elemento depende de la elección, el tratamiento y el procesado del material. Por esta y otras razones, la resistencia es considerada un factor primordial de diseño, ya que determina la configuración geométrica y las dimensiones de dicho elemento. Todo tipo de consideraciones que se tengan previas al diseño (consideraciones de diseño) son referidas a las características que influyen directamente en el diseño de un elemento, o quizá, a todo un sistema. En un caso de diseño determinado se deberían tener en cuenta varios factores tales como el ruido, la confiabilidad, el tamaño, la corrosión, el desgaste, los costos, la utilidad, el peso, la duración, las propiedades térmicas, la flexibilidad, la fricción, el mantenimiento, etc.

      Alguno de estos factores se refiere directamente a las dimensiones, al material, al proceso de fabricación, o bien al ensamblaje de los elementos del sistema. Muchos otros se relacionan también con la configuración total del sistema. CATIA V5 ofrece 3 niveles diferentes de diseño, los cuales son clasificados en P1, P2 y P3. Dichos niveles son denominados plataformas (P) y se clasifican según la necesidad y la funcionalidad del diseño.

      En la plataforma