Miele: Una mejor manera de hacer que los instrumentos médicos se limpien

Producto: Simcenter
Industria: Médica y Forense

Líder mundial en productos domésticos premium

Fundada en 1899, Miele es líder mundial en productos domésticos de primera calidad, como electrodomésticos de cocina, panadería y cocción al vapor, productos de refrigeración, cafeteras, lavavajillas, lavandería y productos para el cuidado del piso. Miele también produce lavavajillas especializados, lavadoras-extractoras y secadoras para uso comercial, así como lavadoras-desinfectadoras y esterilizadores utilizados en entornos médicos y de laboratorio.

En sus esfuerzos por mejorar continuamente sus líneas de productos, la compañía estaba particularmente interesada en mejorar el desarrollo de sus lavadoras-desinfectadoras. “El principal desafío de desarrollo con las lavadoras-desinfectadoras es la variedad de artículos que deben limpiarse”, dice Tobias Malec, ingeniero de desarrollo de Miele. “Cada pieza de cada instrumento médico tiene diferentes requisitos de limpieza. Algunas cosas solo necesitan limpieza en la superficie. Otros artículos, como los instrumentos huecos, deben limpiarse tanto por dentro como por fuera. Se necesitan diferentes presiones de agua en cada caso”.

Trabajar con bastidores especiales

Debido a estos requisitos, un bastidor especial se adapta a cada artículo que necesita limpieza para permitir el mejor manejo y rendimiento hidráulico posible. Cada bastidor asegura los elementos que se están limpiando e incluye las conexiones hidráulicas entre la bomba de circulación y las boquillas a través de las cuales se rocía el agua. La variedad de bastidores dificulta la armonización de todo el sistema de producción.

Es esencial adaptar las condiciones hidráulicas frecuentemente cambiantes del bastidor y comprender la presión de limpieza requerida durante el estado de funcionamiento dentro de cada bastidor. La presión de limpieza resulta del punto de intersección de la curva de resistencia hidráulica del bastidor y la característica de la bomba de circulación.

Para este desafío de ingeniería, Miele utiliza el software Simcenter Amesim™, una solución de simulación de sistemas mecatrónicos que forma parte de la cartera de Simcenter de Siemens Digital Industries Software. Esta solución ayuda a los ingenieros de Miele a simular las características operativas de los nuevos productos al principio de la etapa de diseño, revelando formas de mejorar la funcionalidad al tiempo que reduce la necesidad de prototipos físicos. “El uso de Simcenter Amesim nos permite modelar los bastidores como súper componentes, con la bomba de circulación funcionando como una característica y la lavadora en sí como un límite del sistema”, dice Malec. “Gracias a la simulación del sistema, podemos evaluar futuros puntos de operación cambiando las geometrías de la boquilla de limpieza o las líneas de agua”.

Él señala: “Usando este software, ahora somos mucho más efectivos en la fase previa al desarrollo. Antes, sin el apoyo de Simcenter Amesim, teníamos que construir un prototipo real de la lavadora y realizar múltiples mediciones de presión. Posteriormente, en función de los resultados de presión, necesitábamos varios bucles de rediseño en la fase de prototipo para alcanzar las especificaciones requeridas. Esto fue muy lento y costoso”.

Un modelo típico preparado con Simcenter Amesim incluye componentes hidráulicos y de resistencia hidráulica. La máquina está modelada, incluyendo sus líneas de agua y la bomba de circulación. Las líneas de agua incluyen válvulas de contrapresión y un acoplamiento con los modelos de bastidor. Algunas válvulas no estándar se han personalizado y están representadas por elementos genéricos, como orificios o uniones en T, que se validan mediante mediciones internas.

Un rack de limpieza consiste en una red de chorros y tuberías conectadas con dos puntos de acoplamiento de la máquina. Para garantizar que la compatibilidad y la claridad se logren rápidamente, el bastidor se integra en el modelo como un supercomponente y se representa con un icono.

La simulación del sistema mecatrónico es la llave

Las diversas velocidades de rotación del bombeo se prueban virtualmente. Esto permite a Miele investigar la evolución de la presión en las posiciones predefinidos del sensor para validar el modelo de simulación. El estado de funcionamiento de la máquina es cuasi estático, por lo que los exámenes dinámicos son insignificantes para ese tipo de investigaciones. Los valores de presión simulados proporcionan la base para realizar ajustes en el diseño del bastidor.

“La simulación del sistema nos permite estudiar fácilmente el impacto y las interacciones de los cambios en la sección transversal”, dice Malec. “Los cambios se pueden optimizar o variar los parámetros de la boquilla para lograr una distribución de presión más constante. La distribución constante de la presión permite una buena capacidad de limpieza en todas las partes de la máquina”.

La capacidad de exploración de diseño también ayuda a establecer la consistencia de los brazos de pulverización. Al establecer condiciones de contorno específicas y definir grados de libertad (DOF), la configuración óptima de la boquilla se puede encontrar rápidamente utilizando Simcenter Amesim. “La simulación de sistemas es una extensión de la simulación común de dinámica de fluidos computacional (CFD) en 3D a nivel de subsistema”, dice Malec. “Las correlaciones se aclaran muy rápidamente. Sin la simulación del sistema, estas correlaciones solo se pueden realizar utilizando mediciones en prototipos costosos”.

Malec concluye: “La longevidad y la alta calidad de nuestros productos abordan el problema de la sostenibilidad. Nuestros clientes no tienen que comprar una máquina nueva cada pocos años, pero pueden confiar en nuestra calidad constante. Eso no solo ahorra dinero, sino que también es bueno para el medio ambiente. También estamos reduciendo nuestro consumo de recursos y utilizando materiales ecológicamente racionales para la producción”.

IHC Handling Systems mejora los prototipos virtuales y la máxima calidad de los equipos offshore; la estrecha integración de Simcenter Femap y Solid Edge lo hace posible

Producto: Femap, Simcenter
Industria: Productos de Consumo

Con Simcenter Femap, la empresa aumenta la reutilización de diseños probados, lo que aumenta la productividad y disminuye loscostos.

La necesidad de prototipos virtuales

En la industria offshore, la certeza operativa es uno de los requisitos más importantes. Las instalaciones son grandes y las inversiones son altas. Prácticamente todo es único y deja poco margen de error. Como proveedor de herramientas para la instalación de equipos offshore, IHC Handling Systems v.o.f. (IHC Handling Systems) está muy familiarizado con el mercado. La funcionalidad y la calidad deben validarse antes de la producción. Los prototipos virtuales son la única manera de garantizar esto.

IHC Handling Systems es parte de IHC Merwede, líder mundial en la industria del dragado y offshore. Los productos de IHC Merwede incluyen buques de dragado, equipos y componentes, así como buques de uso especial y tecnología. IHC Handling Systems se centra en productos para petróleo, gas y viento, como equipos para el tendido de tuberías, equipos para la instalación de plataformas de petróleo y gas y equipos para la instalación de molinos eólicos marinos.

Respuesta y comunicación rápidas

Con el fin de colocar tuberías en el fondo marino o poner pilas de molinos de viento en posición vertical, las tuberías tubulares de pared delgada deben ser recogidas por pinzas. Estas son abrazaderas de metal que se colocan en el interior y exterior del tubo. La fuerza con la que las abrazaderas agarran el acero permite la elevación del producto. Para la nivelación de plataformas petrolíferas, IHC Handling Systems proporciona equipos para establecer una conexión temporal entre la construcción del fondo marino y las chaquetas sobre las que se apoya la plataforma. La mayoría de los productos producidos son específicos del proyecto. IHC Handling Systems generalmente tiene una participación temprana en nuevos proyectos offshore. “Los clientes se acercan a nosotros debido a nuestra reputación y experiencia”, dice Cor Belder, ingeniero conceptual de IHC Handling Systems. Es importante tener certeza sobre la solución conceptual en una etapa temprana. Una respuesta rápida a las demandas de los clientes y la comunicación son esenciales. “Al mismo tiempo, también queremos ofrecer certeza funcional. Eso solo se puede lograr utilizando herramientas de diseño avanzadas e integradas”.

Menor costo de software

Hace unos años, IHC Handling Systems compró licencias del software Solid Edge® de Siemens Digital Industries Software, un sistema híbrido integral de diseño asistido por computadora (CAD) 2D /3D y el software Algor® Simulation (que actualmente es propiedad de Autodesk y se ofrece bajo el nombre de Autodesk® Simulation Mechanical) para análisis de elementos finitos (FEA). Ambas soluciones fueron compradas a través de Bosch Engineering, un socio de Siemens Digital Industries Software. “Junto con una compañía hermana en el grupo IHC Merwede, fuimos precursores en el uso de Solid Edge”, dice Belder. “Algor funcionó muy bien junto con Solid Edge, y la transferencia de datos entre las dos aplicaciones permitió un análisis rápido de las alternativas de diseño”. Pero en una reciente reevaluación de las aplicaciones de ingeniería asistida por computadora (CAE), Belder vio margen de mejora, específicamente en las áreas de integración de datos, mallado y programación.

“Al principio de la evaluación, desarrollamos una preferencia por Simcenter Femap”, dice Belder. “Simcenter Femap ofrece una mejora significativa en la funcionalidad sobre Algor a menores costos de software. Queremos dedicar nuestro tiempo a la evaluación de diseños alternativos y no queremos perderlo por cuestiones relacionadas con la transferencia de datos. Simcenter Femap y Solid Edge están estrechamente integrados, lo que ahorra tiempo y reduce el riesgo”. Belder señala que además del robusto intercambio de geometría, la malla es más constante y permite un mejor refinamiento local.

Iteraciones rápidas

En un proyecto típico, el ingeniero conceptual desarrolla nuevos modelos o combina y reutiliza los existentes. “Los conceptos casi siempre se modelan en Solid Edge”, dice Belder. “En las primeras etapas, estos son diseños simplificados enfocados en la funcionalidad, pero listos para ser utilizados en análisis preliminares de CAE. La integración de Simcenter Femap y Solid Edge permite iteraciones rápidas en esta fase conceptual”. Estos diseños conceptuales funcionales también se utilizan para la comunicación con el cliente.

IHC Handling Systems utiliza tanto la funcionalidad lineal como la no lineal del solucionador de software NX™ Nastran® integrado en el software Simcenter Femap™. La funcionalidad lineal se utiliza para todos los cálculos estáticos, así como para el análisis de contactos. El análisis de contacto se utiliza a menudo para diseñar herramientas de elevación, donde las almohadillas de fricción de acero se presionan en el interior y el exterior de la tubería o pilar utilizando cilindros hidráulicos. El análisis no lineal se utiliza para el cálculo de la fricción entre el pilar de acero y las almohadillas de fricción. Esta fricción es la base del agarre necesario para levantar el pilar o tubería. La cantidad de fricción se define por la presión ejercida sobre los cilindros. Al mismo tiempo, la presión no debe conducir a la deformación de la tubería. “Estos son cálculos complejos que tardan hasta 20 horas”, señala Belder. “Tenemos que encontrar el óptimo técnico y económico, en otras palabras, la funcionalidad debe garantizarse al menor costo posible. Llevamos los cálculos al límite de elasticidad del material”.

Reutilización de diseños probados

La reutilización de mallas y cajas de carga ahorra mucho tiempo a los sistemas de manipulación de IHC, especialmente en proyectos donde se pueden utilizar conceptos existentes, aunque puede haber muchas variaciones posibles. Un ejemplo es la herramienta de eliminación que se utiliza para levantar pilares. Las herramientas de Upending deben ser capaces de manejar muchas combinaciones diferentes de diámetro / espesor de pared y deben ser capaces de recoger pilares con diámetros de hasta 6.000 milímetros. El cliente especifica el diámetro del pilar y la capacidad de elevación de la grúa disponible. Para encontrar la solución más económica, el ingeniero tradicionalmente seleccionaba variantes y realizaba los cálculos necesarios. Esto implica que, para cada variante, la generación de la malla y la aplicación del estuche de carga son necesarios para realizar un único cálculo. La geometría de las variantes difiere demasiado para reutilizar la malla y el estuche de carga.

Utilizando las capacidades de programación de Simcenter Femap, el modelo CAE se puede configurar y generar automáticamente, por ejemplo, desde Excel® software de hoja de cálculo, incluyendo la malla y el caso de carga a analizar. Además, programar con Simcenter Femap es fácil de aprender. “Usando la forma tradicional de trabajar, podríamos analizar solo tres combinaciones al día”, dice Belder. “La programación en Simcenter Femap nos ahorra una parte significativa del tiempo necesario para modelar, mallar y aplicar el caso de carga. Los preparativos se pueden reducir de horas a minutos. Podemos responder mucho más rápido a los cambiantes requisitos de los clientes”. Según Belder, construir la aplicación de la herramienta de gasto tomó, en general, no más de una semana: “La inversión ya se ha pagado por sí misma, porque siempre tenemos que hacer cálculos en los proyectos para las herramientas de eliminación, que usamos a menudo en nuestros proyectos”.

Se ha logrado el objetivo de trabajar mejor, más rápido y más rentable utilizando Simcenter Femap. “Estábamos satisfechos con las herramientas de ingeniería que teníamos, pero siempre hay margen de mejora. El uso de Simcenter Femap nos permite, mejor que nunca, servir a nuestros clientes con nuestra experiencia y calidad”, concluye Belder.

Ingenieros de la NASA utilizaron Simcenter Femap para asegurar que Curiosity pudiera soportar los “Siete Minutos de Terror”

Producto: Femap, Simcenter
Industria: Aeroespacial y Defensa

Simcenter Femap ayuda a optimizar componentes y piezas para la misión de Curiosity a Marte, la más desafiante y exigente de la historia.

Enviar un paquete a Marte es una empresa compleja

La entrega de un laboratorio científico itinerante desde la Tierra hasta el planeta Marte requiere una planificación meticulosa y un rendimiento preciso. Sólo tienes una oportunidad de hacerlo bien: no hay margen de error. Ingenieros y científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el Instituto de Tecnología de California tuvieron que tomar decisiones cruciales miles de veces durante un calendario de desarrollo de productos de varios años para aterrizar con éxito el Mars Rover “Curiosity” en el suelo del cráter Gale el 6 de agosto de 2012.   Han estado haciendo ciencia de cohetes en JPL desde la década de 1930. En 1958, científicos de JPL lanzaron Explorer, el primer satélite estadounidense en orbitar la Tierra, seguido de muchas misiones exitosas no sólo cerca de la Tierra, sino también a otros planetas y las estrellas.

Los ingenieros de JPL utilizan un kit de herramientas de aplicaciones de software de ingeniería de Siemens Digital Industries Software para ayudarles a tomar decisiones altamente informadas. Un componente clave en este kit de herramientas es Simcenter™ Femap™ software, un programa de software de simulación de ingeniería avanzada que ayuda a crear modelos finitos de análisis de elementos (FEA) de productos y sistemas de ingeniería complejos y muestra los resultados de la solución. Usando Simcenter Femap, los ingenieros de JPL modelaron virtualmente los componentes, ensamblajes y sistemas de Curiosity, y simularon su rendimiento bajo una variedad de condiciones.

De 13.000 a 0 mph en siete minutos También conocido como el Laboratorio científico de Marte (MSL), este rover es masivo en comparación con los vehículos anteriores que la NASA ha aterrizado en el “Planeta Rojo”. En la configuración desplegada con el brazo extendido, el rover tiene 2,5 metros de ancho, 4,5 metros de largo y 2,1 metros de alto. Con un peso de casi una tonelada, el rover Curiosity es cinco veces la masa y el doble de la longitud de sus predecesores, lo que significaba que había que diseñar un procedimiento de aterrizaje completamente nuevo y mucho más suave. La NASA necesitaba ralentizar la nave espacial rover de una velocidad de 13.000 millas por hora (mph) a un punto muerto virtual para aterrizar suavemente el rover durante lo que la NASA llama “Siete Minutos de Terror”. Después de completar una serie de maniobras “S”, desplegando un enorme paracaídas, y luego con el uso sin precedentes de una “grúa celeste” especialmente diseñada, el MSL se estableció suavemente para no dañar los componentes funcionales y científicos de los laboratorios.

Estos componentes incluyen un brazo robótico de 2,1 m de largo, que se utiliza para recoger muestras en polvo de rocas, limpiar el suelo, las superficies de los cepillos y entregar muestras para instrumentos analíticos. Los instrumentos científicos de la torreta del brazo incluyen el Mars Hand Lens Imager (MAHLI) y el Espectrómetro de rayos X de partículas alfa (APXS). Otras herramientas de la torreta son componentes del subsistema de adquisición, procesamiento y manipulación de muestras (SA/SPaH) del rover: el sistema de perforación de adquisición de polvo (PADS), la herramienta de eliminación de polvo (DRT) y el dispositivo de recolección y manipulación para análisis de rocas marcianas interiores (CHIMRA).

Curiosity también heredó muchos elementos de diseño de los anteriores rovers de Marte “Spirit” y “Opportunity”, que llegaron a Marte en 2004. Esas características incluyen tracción a las seis ruedas, un sistema de suspensión rockero-bogie y cámaras montadas en un mástil para ayudar al equipo de la misión en la Tierra a seleccionar objetivos de exploración y rutas de conducción en Marte.

Prácticamente toda la nave espacial en sí y su carga útil fueron sometidas a análisis de simulación utilizando Simcenter Femap para el procesamiento previo y posterior. Las simulaciones realizadas antes de la producción de piezas y sistemas incluían estática lineal, cargas normales, pandeo, no lineal, vibración aleatoria y análisis transitorios. Miles de decisiones de diseño se tomaron utilizando información de simulaciones de Simcenter Femap.

Además de la naturaleza compleja de la propia misión, los ingenieros que desarrollaron Curiosity desde el diseño inicial hasta la entrega final de componentes a Cabo Cañaveral estaban trabajando contrarreloj. La ventana de tiempo ideal para enviar un paquete de la Tierra a Marte es un período de 2 a 3 semanas que ocurre aproximadamente cada 26 meses. Perder esa ventana habría fijado la misión de nuevo en más de dos años, por lo que los ingenieros de JPL necesitaban analizar piezas y componentes de forma rápida y eficiente para que pudieran ser fabricados.

El papel de Simcenter Femap

Simcenter Femap es el principal preprocesador y postprocesador de JPL para FEA. Para MSL, los ingenieros comenzaron a usar Simcenter Femap al principio de la etapa de diseño cuando estaban realizando estudios comerciales sobre varias configuraciones o diferentes maneras de abordar la misión. A medida que la configuración maduraba, utilizaron Simcenter Femap para ayudar a crear el modelo de elementos finitos maestros que se utilizó para ejecutar los distintos casos de carga.

La mayoría de los analistas estructurales de JPL utilizan Simcenter Femap para crear o ver los resultados de una ejecución de FEA. El software se utilizó tanto para el análisis lineal de alto nivel como para el análisis no lineal muy detallado. Estos son dos tipos de análisis muy diferentes que utilizan la misma pieza de software.

Ciertos trabajos eran simplemente demasiado grandes para una persona, y en algunos casos los ingenieros tenían que basarse en el trabajo de otras personas que previamente habían utilizado Simcenter Femap para construir modelos FEA. Simcenter Femap fue diseñado como un paquete muy fácil de usar, creado para analistas por analistas que son muy conscientes de lo que los ingenieros necesitan y cómo funcionan. Pueden recogerlo después de seis meses de no uso y volver a ser el máximo competente en muy poco tiempo.

Simcenter Femap fue fundamental en la realización de todo tipo de FEA en todos los aspectos del vehículo. Cada componente del vehículo tenía un modelo de nivel superior, tipo cargas, y estos modelos se unieron para crear el modelo completo de la nave espacial. Los ingenieros de JPL trabajaron a través de varios escenarios de “qué pasaría si”, incluyendo hasta 37 casos de carga diferentes para cómo se desplegaría el paracaídas durante el proceso de aterrizaje.

La misión Curiosity no es el único proyecto actual de JPL. Otras misiones incluyen satélites monitoreando las condiciones de la Tierra, telescopios, experimentos y otras naves espaciales.

Las misiones planeadas incluyen la misión InSight que colocará un lander en Marte en 2016 para perforar bajo la superficie e investigar el interior profundo del planeta para entender mejor la evolución de Marte. Incluso hay planes para una misión propuesta de Retorno de Muestras de Marte, que recogería muestras de la superficie de Marte y las devolvería a la Tierra.

Los ingenieros de JPL están utilizando y probablemente seguirán utilizando Simcenter Femap para ayudar a lograr estas y otras misiones de ingeniería, descubrimiento y ciencia.

El uso de NX permite que el diseño y el análisis trabajen juntos de manera más eficiente y productiva

Producto: NX CAD, Simcenter 3D
Industria: Aeroespacial y Defensa

Durante más de 30 años, los ingenieros de ATA Engineering, Inc., (ATA), han proporcionado análisis y soluciones de diseño controladas por pruebas para productos estructurales, mecánicos, electromecánicos y aeroespaciales. La empresa ha trabajado en una amplia variedad de proyectos, incluidos parques de diversiones, dispositivos biomédicos y componentes electrónicos.

La mayor parte del trabajo de ATA Engineering se realiza en la industria aeroespacial, para clientes como Orbital Sciences, Lockheed Martin Space Systems, Pratt & Whitney, NASA, Jet Propulsion Laboratory, Air Force Research Laboratory y General Atomics. En este trabajo no hay espacio para errores: es fundamental cumplir las especificaciones de manera precisa, a la vez que se enfrentan plazos estrictos. Los ingenieros de ATA a menudo deben enfrentarse a ejecuciones de producción cortas, a veces incluso para una sola unidad, como un componente de satélite. Es forzoso que lo hagan bien la primera vez.

El personal de ATA ha utilizado Software NX™ durante muchos años. Sin embargo, recientemente aplicaron la versión másreciente de software NX de diseño asistido por computadora (CAD) e ingeniería asistida por computadora (CAE) a estructuras complejas del mundo real utilizando tres casos representativos y encontraron mejoras significativas en cuanto al ahorro de tiempo y esfuerzo durante los ciclos de diseño, análisis y actualización.

La ingeniero de ATA Allison Hutchings lo define así: “Las estructuras del mundo real tienen definiciones de diseño complejas y requerimientos de análisis desafiantes, y ambos cambian constantemente. NX permite sobrellevar los cambios de manera eficiente y productiva”.

Cambio de los parámetros de modelo sin recreación de la geometría

El primer caso de uso implicaba el mallado de un modelo de reflector de rejilla isométrica, como los que se diseñan para su montaje en una nave espacial. La geometría isométrica brinda ventajas para las estructuras espaciales que deben ser rígidas, livianas y duraderas, pero el gran número de superficies implica que la definición de la geometría inicial del modelo CAD y el modelo CAE puede ser tediosa. Cuando se debe actualizar el diseño, como al alterar el diámetro, la longitud focal y la medida de las celdas en este caso, “estos cambios pueden causar graves dolores de cabeza”, indica Hutchings. En muchos casos, es posible que se deba volver a crear completamente la geometría en lugar de simplemente actualizarla para incorporar las dimensiones nuevas.

Al aprovechar Synchronous Technology que brinda NX junto con un enfoque inteligente a la definición de diseño original, sin embargo, se evita estos problemas. Varias técnicas, como patrones y expresiones, facilitaron la parametrización directa de definiciones clave de la geometría en NX CAD y esta capacidad se aprovechó directamente para el mallado y el análisis. Como resultado, se actualizó automáticamente un 100 por ciento de la geometría y un 96 por ciento del remallado se realizó automáticamente cuando el modelo de elemento finito (FEM) asociado se actualizó a la geometría nueva. Limpiar el 4 por ciento restante fue relativamente rápido y fácil, particularmente en comparación a la necesidad de recrear el FEM por completo.

El segundo caso de uso fue un modelo de soporte ligero. Debido a que el peso es un factor apremiante en los diseños aeroespaciales, el ingeniero debe luchar con objetivos competitivos para mantener el soporte lo más ligero posible y que a la vez cumpla requisitos de rigidez y mantenga la capacidad de manejar las cargas necesarias. El proceso a menudo tiene como resultado soportes con geometría compleja.

En el Análisis de Elementos Finitos (FEA, por sus siglas en inglés), la práctica estándar es “idealizar” la geometría, eliminando los detalles y características que no afectan el análisis. Se hace para ahorrar tiempo de cálculo, pero a menudo es necesario repetir el proceso de idealización cada vez que se actualiza la pieza.

Con NX, este paso adicional se puede evitar. Para esta tarea, después de que se cambiaron las dimensiones de la pieza, el 93 por ciento se idealizó y actualizó automáticamente. Aunque los cambios que se llevaron a cabo en el soporte fueron relativamente simples, el ahorro de tiempo y esfuerzo fue notable: la idealización automatizada de la actualización fue más de 100 veces más rápida que el proceso manual y el mallado del modelo actualizado fue al menos 3 veces más rápido.

Actualización de la geometría en minutos

El tercer caso de uso se centró en el modelo de un freno de aire existente: un ensamble que permite que un avión reduzca su velocidad para aterrizar al generar un flujo de salida turbulento desde una boquilla de derivación del ventilador y además facilita que el aterrizaje del avión sea más lento, desde un ángulo más inclinado, lo que reduce el ruido general.

Los ángulos de las aspas dentro del freno de aire pueden tener un efecto drástico sobre el desempeño del freno de aire bajo diferentes condiciones. Al alterar estos ángulos en el modelo, el analista puede evaluar dichos efectos. En este caso, las aspas prismáticas se rotaron para analizar configuraciones entre los 0 y los 25 grados. Con NX, en lugar de llevar a cabo un tedioso proceso manual de remodelación del sistema completo, Hutchings simplemente cambió el parámetro de ángulo del aspa y pudo actualizar la geometría en minutos, ya que la pieza idealizada se ajustó automáticamente al ángulo nuevo. Hutchings comenta, “se conserva el mallado de mapa, creando una malla idéntica en las superficies de las aspas entre todos los ángulos, luego, el modelo CAD se propaga al FEM y la malla se actualiza en minutos.

En los tres casos, las nuevas características de NX hicieron posible llevar a cabo actualizaciones de la geometría rápidamente, afirma Hutchings. “Pudimos parametrizar la definición de diseño, crear un modelo de análisis estructural aprovechando el diseño para requerimientos de análisis específicos, actualizar los parámetros de diseño y propagar los cambios al modelado de análisis mucho más rápido de lo que habría sido remodelado”.

Ingeniería más eficiente con diseño y análisis integrados

“Todos estos son problemas que creíamos difíciles de resolver anteriormente”, afirma Hutchings. En el pasado, la actualización del modelo de elemento finito debido a cambios de la geometría implicaría la remodelación de los cambios en CAD, la reidealización del modelo y el remallado para crear el FEM, o algunos cambios manuales muy complejos en el mallado. Ambas opciones tomaban bastante tiempo. “Las recientes incorporaciones a NX han facilitado mucho estos esfuerzos. El grado de conexión que NX hace posible entre el diseño y el análisis soporta de manera más eficiente la ingeniería en comparación al uso de procesos de elemento finito no integrados”, declara.

Los problemas que Hutchings examinó ilustran las ventajas de trabajar con la gama NX integrada. No se trata solamente de una mejora en la velocidad de actualización, sino que además la posibilidad de error entre el modelo CAD y el modelo de elemento finito también es menor debido a la manera en que están vinculados. “Si se trabaja con especificaciones de diseño en cambio constante, es muy rápido y fácil modificar dimensiones y cambiar parámetros con NX, sin necesidad de volver a crear los modelos de elemento finito”, comenta. “Esto ahorra muchísimo tiempo y esfuerzo en tareas tediosas, además de brindar confianza en que el modelo se actualizará a la definición de diseño correcta”.