Solidworks 2010 nivel iii uni

Universidad Nacional de Ingeniería
Facultad de Ingeniería Mecánica
SolidWorks 2010 Nivel III 1
SOLIDWORKS NIVEL III
PRÓLOGO
SolidWorks es el software estándar de diseño mecánico en 3D. SolidWorks
ofrece un valor y un rendimiento únicos, es líder en innovación y posee la
mayor comunidad de usuarios. Ningún otro sistema CAD permite diseñar
productos de forma tan rápida y precisa.
El objetivo del curso es aprender a usar herramientas avanzadas para llevar
a cabo las siguientes tareas:
 Simular mecanismos o sistemas mecánicos usando herramientas
avanzadas como SolidWorks Motion.
 Realizar imágenes y videos fotorealísticos usando PhotoWorks.
 Analizar la resistencia de piezas y ensambles a fuerzas y presiones
usando SolidWorks Simulation.
 Analizar el comportamiento de fluidos en condiciones de presión y
temperatura, así como la eficiencia de ciertas máquinas hidráulicas y
térmicas usando SolidWorks Flow Simulation.
Ing. Arturo Cubas Rodriguez
Certified SolidWorks Professional
acubasr@yahoo.com

CONTENIDO
I Animaciones
1 Introducción
2 Tipos de mecanismos
3 Animación
4 Movimiento básico
5 SolidWorks Motion
6 Motion Manager
7 Explosionar/ Contraer
8 Motores
9 Simulación física
10 Resultados y trazados
11 Seguir una trayectoria
12 Contactos 3D
13 Relaciones de posición mecánicas
14 Uso del Toolbox
15 Ejercicios
II PhotoWorks
4
4
4
5
5
5
11
16
18
20
25
30
31
33
40
1 Introducción
2 Opciones de PhotoWorks
3 Renderizado
4 Escenas
5 Apariencia
6 Luces
7 Renderizar en archivo
8 Calcomanías
9 Renderizado de animaciones
10 Ejercicios
III SolidWorks Simulation
45
46
46
47
49
51
57
58
62
63
1 Introducción
2 Pasos del análisis
3 Análisis de una pieza
4 Análisis de Soldaduras y pernos
5 Análisis de superficies y chapa metálica
6 Análisis de piezas simétricas
7 Análisis de ensambles
64
64
65
73
81
82
88

8 Optimización automática de forma y
Estudios de diseño
9 Ejercicios
IV SolidWorks Flow
Simulation
91
95
1 Introducción
2 Análisis de flujo interno
3 Evaluar el impacto de las variantes de
diseño
4 Análisis de un intercambiador de calor
5 Usar simetría como condición de frontera
6 Condiciones de frontera de Flujo de masa,
presión, temperatura y velocidad
7 Especificar aisladores térmicos
8 Visualizar las trayectorias del fluido
9 Cálculo de la efectividad del intercambiador
10 Análisis de un impulsor centrífugo
11 Ejercicios
101
104
118
122
125
127
128
131
132
133
137

Animaciones
1 Introducción SolidWorks puede generar simulación de movimiento a partir de ensambles. El
movimiento de un sistema está determinado por:
 Relaciones entre componentes
 La masa e inercia de los componentes
 Fuerzas aplicadas a el sistema
 Movimientos dirigidos (motores o actuadores)
 Tiempo
2 Tipos de
mecanismos
Hay dos tipos de mecanismos, dependiendo de cómo se aplican las fuerzas:
Sistemas cinemáticos.
 El movimiento de los componentes está restringido por las relaciones
aplicadas.
 Está completamente controlado y sólo hay un movimiento posible.
 Sin considerar el motor aplicado hay un solo grado de libertad.
Sistemas dinámicos.
 El movimiento de los componentes esta en libre movimiento sujeto a fuerzas.
 Está parcialmente controlado y hay un infinito número de resultados
dependiendo de las fuerzas.
 El número de grados de libertad es variable.
 El movimiento supone que los componentes son rígidos.
Hay 3 simuladores de movimiento:
 Animación
 Movimiento Básico
 SolidWorks Motion
3 Animación Incluye:
Creación de animaciones (llamado Animator en antiguas versiones)
 Usa cuadros clave
 Se puede usar con PhotoWorks
 Las animaciones se pueden salvar como videos}
 Tiene controles para avanzar, retroceder
 Se pueden agregar cámaras
Controlado por relaciones y motores.
 Se pueden suprimir o quitar supresión a relaciones de ensamblaje
 Se agregan motores (rotatorio o lineal) y actuadores
Asistente para animación.
 Se pueden agregar vistas de explosión
 Se pueden importar simulaciones de SolidWorks Motion o simulación física.

4 Movimiento
básico
Incluye las funciones de Animator
 Incluye relaciones y motores
 Se pueden agregar resortes, contactos 3D y gravedad
 El movimiento está basado en leyes físicas.
 Es rápido.
5 SolidWorks
Motion
La simulación está basada en cuerpos rígidos
 Incluye las funciones de Animator
 Incluye relaciones y motores
 Se pueden agregar resortes, contactos 3D (con fricción) y gravedad
 Se pueden agregar amortiguadores, fuerzas
 Se pueden mostrar gráficas de posiciones, velocidades y aceleraciones.
 Es preciso y algo más lento sobre todo si se usan contactos 3D.
6 Motion
Manager
MotionManager consolida el movimiento dinámico de ensamblajes, la
simulación física, la animación y SolidWorks Motion en una interfaz única.
MotionManager tiene una escala de tiempo basada en marcas y controla
motores, la gravedad y los resortes en función del tiempo. Veamos esto con un
ejemplo
Ejemplo 1
1 Abra el archivo Robot300.sldasm
2 Abra la pestaña Estudio de movimiento 1

Esta ventana tiene los siguientes elementos:
Barras de cambio
Las barras de cambio son las barras horizontales que conectan marcas e
indican que se está produciendo un cambio entre ellas. Los cambios incluyen:
 Duración de la animación
 Movimiento de componentes
 Cambios en las propiedades del elemento de simulación
 Ver orientación, como por ejemplo rotación
 Propiedades visuales como color o vista.
Leyenda de la barra de cambio
Según las entidades, las barras de cambio utilizan colores que identifican
visualmente el componente y el tipo de cambio.
Además del color, puede identificar la entidad por el icono en el gestor de
diseño del FeatureManager MotionManager.
Iconos Función Notas
Barra de tiempo
Tiempo actual de la
animación
En la figura el tiempo actual está en
6s. Al mover la barra de tiempo, se
cambia el tiempo actual de la
animación y se actualiza el modelo.
Escala de tiempo
La escala de tiempo es
la interfaz temporal
para la animación.
Muestra los momentos y tipos de
eventos de animación en el Estudio
de movimiento.
Barra de cambios
Duración total de la
animación

Orientación y vistas de
cámara
Duración para esta orientación de
vista.
Desactivar reproducción
de teclas de vista
seleccionado
Elementos de
simulación
Movimiento impulsor Barras de cambio Movimiento
impulsor y Movimiento impulsado:
 Puede incluir la barra de cambio
Aspecto entre las mismas marcas.
Los componentes con Movimiento
impulsado pueden estar en
movimiento o estar estacionarios:
 COSMOS_Motion
 Sin movimien_to
Movimiento impulsado
Explosionar Creado con el Asistente para
animación.
Apariencia Apariencia:
 Incluye todas las propiedades
visuales (color, transparencia, etc.).
 Puede existir independientemente
del movimiento de componen_ tes.
Cota de relación de
posición
 Marcas.
Cualquier marca de
componente o de
relación de posición
Cualquier marca
suprimida
Posición no solucionada
todavía
Posición que no se
puede alcanzar
Hijos ocultos  Carpetas creadas en el gestor de
diseño del FeatureManager de
SolidWorks.
 Elementos contraídos.
Componentes impulsores e impulsados
Cuando se mueve un componente que impulsa el movimiento de componentes
relacionados, el sistema también anima los componentes impulsados. Ambos
componentes incluyen una barra de cambio.
3 Establezca el límite de tiempo
Mueva la barra de tiempo hasta 10s

4 Mueva el componente Brazo a la posición indicada
5 Mueva el Primer eje
6 Haga clic en el botón Calcular
El programa calcula la simulación interpolando la posición del ensamble desde
la inicial en cero segundos a la final en diez segundos.

Cada componente que sufre un cambio en posición o apariencia muestra una
barra de tiempo. Las barras verdes muestran movimiento conductor y las
amarillas movimiento conducido. La barra negra representa el tiempo de
simulación.
Cada vez que se haga un cambio en la simulación haga clic en el botón calcular.
Si sólo desea ver la simulación de nuevo de clic en el reproducir.
Calcular
Reproducir
Reproducir
desde el
inicio
Tiempo actual
Velocidad de
reproducción
Detener
Modo de
reproducción
Guardar
como
video
Puede además usar los botones Reproducir desde el inicio, Detener o mover el
slider del Tiempo actual. También puede ajustar la Velocidad de reproducción
desde 10% (más lento) a 500% (más rápido). El modo de reproducción puede ser
Normal (de inicio a fin), Bucle (repite al terminar) o Reproducción alternativa (al
terminar regresa al inicio comenzado por el final).
7 Guarde su animación como un video.
Salve el ensamble y de clic en el botón Guardar animación.

De un nombre al archivo y de clic en Guardar. De clic en Aceptar para la
ventana del compresor de video y revise el resultado.
8 Agregue un movimiento.
Mueva la barra de tiempo y la marca negra hasta 20s para ubicar el tiempo
actual y la duración de la simulación respectivamente.
Mueva el componente Eje superior:
De clic en Calcular. El movimiento para el eje superior y los componentes luego
de este debe comenzar en 10s y terminar en 20s.

9 Modifique la simulación.
Arrastre el marcador del medio para Eje superior hasta 15s. y de clic en
Calcular. Entre 10s y 15s el ensamble debe estar inmóvil.
Arrastre el marcador inicial para Brazo‹2›(grande) hasta 5s. Calcule la
simulación. Esto hace que ese componente conduzca la simulación desde 5s
7 Explosionar
/ Contraer
Ahora vamos a explosionar el ensamble y modificar algunas características de
la animación.
10 Cree una vista explosionada.
Regrese a la pestaña Modelo. Vaya al comando Vista explosionada de la
barra Ensamblaje.
11 Mueva los componentes.
Seleccione el componente Herramienta y arrastre la flecha verde para mover.

De igual forma mueva los demás componentes siguiendo el orden:
Muñeca Antebrazo Eje superior

Brazo‹2› Brazo‹1›
Primer eje
Si desea hacer algún cambio de clic derecho al paso de explosión a cambiar y
seleccione Eliminar o Editar paso.
Acepte la operación.

12 Animar una explosión.
Vaya a la pestaña ConfigurationManager y de clic en el signo + a la izquierda de
Predeterminado. De clic derecho a VistaExpl1 y elija Contraer animación.
Con la barra Controlador de animaciones puede Iniciar, rebobinar, reproducir,
entre otras opciones.
13 Importe una explosión al movimiento de ensamblaje.
De clic derecho en la pestaña Estudio de movimiento 1 y de clic en Nueva.
De clic en el botón asistente para animación . Este comando permite añadir
giros, traer explosiones o movimientos físicos al Motion Manager. Seleccione
Explosionar y de clic en Siguiente.

En la siguiente ventana de un tiempo de duración de 10s e inicio en cero
segundos. De clic en finalizar. Ahora los pasos de explosión se han importado al
Motion Manager y se pueden modificar o añadir más movimientos.
14 Añada una contracción.
Entre al asistente para animación . Seleccione Contraer y de haga clic en
Siguiente. Establezca el tiempo de duración en 10s e inicio en 10s. Clic en
Finalizar. Reproduzca la simulación.
15 Cambie el modo de interpolación.
De clic derecho en cualquier área libre del Motion Manager, escoja Seleccionar
todo para seleccionar todas las marcas.
De clic derecho a cualquier marca y en Modo de interpolación seleccione
Entrada/Salida lenta a una clave. Esto se usa para suavizar el movimiento al
iniciar o finalizar. Reproduzca la simulación.

8 Motores Un motor es un elemento de simulación que mueve componentes alrededor de
un ensamblaje simulando los efectos de motores lineales o rotatorios.
16 Añada un motor rotatorio.
Cree un nuevo estudio de movimiento y de clic en el comando Motor rotatorio
. Seleccione:
 Tipo de motor: motor rotatorio.
 Dirección: la cara indicada con sentido anti horario visto desde arriba.
 Tipo de motor: Distancia.
 Motor de desplazamiento: 90°.
 Hora de inicio: 0s.
 Duración: 3s.
 Mover con respecto a: la cara indicada.
Reproduzca la simulación.
17 Añada más motores.
Añada motores rotatorios de acuerdo a la tabla:

Componente Tipo de
motor
Motor
de
desplaz
a_
miento
Hora
de
inicio
(s)
Duració
n (s)
Mover con
respecto a
Brazo‹1› Distancia 90° 3 3 Primer eje
Eje superior Distancia 90° 6 3 Brazo
Antebrazo Distancia 90° 9 3 Eje superior
Muñeca Distancia 90° 12 3 Antebrazo
Caras y sentidos para seleccionar en Dirección de motor:
Brazo‹1› Eje superior Antebrazo
Muñeca
Establezca el tiempo se simulación en 15s (arrastrando la primera marca negra
hasta 15s) Calcule la simulación. La posición final del ensamble debe ser la
mostrada.

9 Simulación
física
Es posible que el Tipo de estudio Animación no consiga que el movimiento del
ensamble llegue a la posición indicada o que no lo haga en los tiempo
especificados por los motores. En estos casos se puede emplear el tipo
Movimiento básico o SolidWorks Motion. Estos emplean algoritmos más
precisos para resolver el movimiento a costa de incrementar el tiempo de
cálculo. En una simulación física se pueden añadir además resortes, y
gravedad. En SolidWorks Motion se puede agregar contactos 3D entre
componentes. Ambos emplean la densidad del material para calcular una
simulación más realista.
18 Use simulación física.
Active Movimiento básico en Tipo de estudio. Calcule la simulación. Los
resultados pueden ser diferentes al tipo Animación.
19 Use SolidWorks Motion.
Para usar SolidWorks Motion es necesario activar el complemento. Para ello
vaya a la pestaña Productos Office y dentro del botón SolidWorks Office active
SolidWorks Motion.
En tipo de estudio elija SolidWorks Motion. Calcule la simulación.

20 Asignar Materiales
Cuando se requiera realizar simulaciones que incluyan Gravedad o Fuerzas es
necesario asignar un material a las piezas del ensamble, así los cálculos
tendrán en cuenta la densidad del material.
Regrese a la pestaña Modelo, de clic derecho a la pieza Base y elija Editar
material:
En Materiales elija Acero / AISI 304. En Apariencia desactive Utilizar color de
material para preservar el color de la pieza. Asigne el mismo material a las
demás piezas.
21 Agregar gravedad
Agregue gravedad al estudio mediante el botón Gravedad:
En parámetros de Gravedad elija y como eje, asegúrese que la dirección de la
flecha verde en la esquina inferior derecha apunte hacia abajo. El valor debe
estar en 9806.65mm/s^2. Acepte la operación.

10 Resultados
y trazados
22 Añadir una gráfica de velocidad
Use el botón Resultados y trazados para agregar algunas gráficas al estudio.
Este comando sólo está disponible si se activa SolidWorks Motion.
Configure lo siguiente:
 En categoría: Desplazamiento/Velocidad/Aceleración
 En subcategoría: Velocidad lineal
 En componente: Componente X
 Seleccione el extremo de la herramienta en Selección de vértices o caras
 Active Resultados frente a tiempo
 Active Mostrar vector en ventana de gráficos. Esta opción muestra un vector
verde al momento de reproducir la simulación.
Calcule la simulación. Se muestra la gráfica:
23 Exportar a Excel
Se puede exportar a Excel la gráfica o los datos numéricos. Busque el trazado
dentro de la carpeta Resultados y de clic derecho. Hay opciones para Editar
operación, Eliminar , Ocultar trazado, Exportar a hoja de cálculo y Suprimir.

Elija Exportar a hoja de cálculo.
Aparece la gráfica en Excel
Para exportar los datos numéricos haga clic derecho en la gráfica y escoja
Exportar CSV (archivo de valores separados por comas). Asigne un nombre y
guárdelo.
Abra el archivo en cualquier editor de texto o Excel, cada fila es un par de
valores en el formato tiempo, valor
24 Añadir una gráfica de desplazamiento

Esta gráfica mide la separación entre un par de vértices o puntos en magnitud o
en los ejes X, Y, Z. Haga clic en el botón Resultados y trazados y configure:
 En subcategoría: Desplazamiento lineal
 En componente: Componente X
 Seleccione el extremo de la herramienta en Selección de vértices o caras. De
clic derecho en la arista indicada y escoja Seleccionar el punto medio
 Active Resultados frente a tiempo
Seleccionar los
puntos
Se muestra la gráfica
25 Añada una Ruta de trazo
La Ruta de trazo muestra la ruta de un vértice en el movimiento. Haga clic en el
botón Resultados y trazados y configure:
 En subcategoría: Ruta de trazo
 Seleccione el extremo de la herramienta en Selección de vértices o caras.
 Active Mostrar vector en ventana de gráficos
Reproduzca la simulación

26 Añada una gráfica de Torsión aplicada
Esta gráfica muestra la torsión necesaria para mantener el movimiento
especificado por un motor rotatorio seleccionado. De esta manera se puede
saber el torque que necesita cada motor para mantener el movimiento. Haga
clic en el botón Resultados y trazados y configure:
 En categoría: Fuerzas
 En subcategoría: Torsión aplicada
 Seleccione Magnitud en Seleccionar componente
 Seleccione el motor rotatorio RotaryMotor1 en Seleccionar un objeto de motor
rotacional
La gráfica muestra que se necesita un motor de al menos 2537 Nm.
27 Añada una gráfica de consumo de energía
Esta gráfica muestra el consumo de energía de un motor. Haga clic en el botón
Resultados y trazados y configure:
 En categoría: Momento/Energía/Electricidad
 En subcategoría: Consumo de energía
 Seleccione Magnitud en Seleccionar componente
 Seleccione el motor rotatorio RotaryMotor3 en Seleccionar un objeto de motor
rotacional

El consumo de energía es de 19.1W. Las partes de la gráfica donde el consumo
es negativo se dan donde la energía ingresa al motor en vez de salir.
28 Añada una gráfica de Fuerza de reacción
Esta gráfica muestra la Fuerza de reacción en una relación de posición y una
cara seleccionada. En este ejemplo vamos a graficar la fuerza de reacción
sobre el componente Base debida al peso y movimiento del resto del robot.
Haga clic en el botón Resultados y trazados y configure:
 En categoría: Fuerza
 En subcategoría: Fuerza de reacción
 Seleccione Componente Y en Seleccionar componente
 Seleccione la relación Coincidente1 y de clic derecho en la cara indicada,
seleccionando Seleccionar otra.
 Seleccione la cara indicada. Esto sirve para seleccionar una cara oculta tras
otra.

Acepte. Se muestra la gráfica, la fuerza es negativa, indicando que el peso del
robot aplasta la base.
11 Seguir una
trayectoria
29 Añada una relación de posición de trayecto
Es posible hacer que un vértice o punto siga una trayectoria. Para ello cree un
nuevo Estudio de movimiento, haga visible el componente Trayectoria (clic
derecho en el componente Trayectoria y seleccione Visualizar componente )
de clic en el botón Relación de posición y dentro de Relac. de posición
avanzadas escoja Relación de posición de trayecto . Seleccione lo siguiente:
Vértice de
componente
Selección de
Acepte la operación. Ahora puede mover el componente Herramienta a lo largo
del trayecto.

30 Anime el movimiento en la trayectoria
Dentro de Relaciones de posición busque la relación Relación de posición de
trayecto1, de clic derecho y Edite la operación. Dentro de Relac. de posición
avanzadas cambie la opción Restricción de trayecto a Porcentaje a lo largo de
trayecto. Esto permite especificar la posición del vértice seleccionado como un
porcentaje variable del trayecto. Con el porcentaje en 0.000000% acepte la
operación.
31 Cambie la barra de tiempo
Arrastre la barra de tiempo a 10s

32 Cambie la cota de la relación
Dentro del MotionManager de clic derecho a la Relación de posición de
trayecto1 y escoja Editar cota.
En la ventana Modificar escriba 99.9 y acepte. El programa calcula la
simulación. Reproduzca. Si desea que el robot siga la trayectoria en sentido
opuesto edite la relación y active la opción Invertir cota.
Regulador centrífugo
En este ejemplo se mostrarán los siguientes temas:
 Asignación de materiales
 Agregar resortes, amortiguadores, torsión
 Agregar gravedad
 Simular contactos 3D
1 Abra el archivo Regulador.sldasm
2 Asigne materiales
Asigne materiales de acuerdo a la tabla
Componente Material
Eje AISI 304
Collar AISI 1020
Enlace esfera Acero inoxidable al cromo
Deslizador Acero al carbono fundido
Enlace Acero inoxidable al cromo

3 Agregue gravedad
En la dirección Y negativa
4 Agregue Torsión
Use el botón Forzar , configure:
 Tipo de fuerza: Torsión
 Dirección: Sólo acción
 Seleccione la cara indicada
 Forzar función: Paso con F1 = 0.00N-mm, t1 = 0s, F2 = 1000.00N-mm, t2= 1s.
Haga clic en la gráfica debajo de t2 para mostrar:
5 Active SolidWorks Motion
Luego de activar calcule la simulación hasta 10s
6 Añada una gráfica de velocidad angular
Con el botón Resultados y trazados configure:
 En subcategoría: Velocidad angular
 En componente: Magnitud
 Seleccione la cara indicada:
Se muestra la gráfica:
7 Agregue un resorte lineal
Use el botón Resorte . Este comando necesita un par de caras o vértices

para ubicar un resorte. Seleccione:
 Tipo de resorte: resorte lineal
 Puntos extremos del resorte: las caras indicadas
Seleccionar
cara
superior
Seleccionar
cara inferior
 Exponente de expresión de fuerza de resorte: 1(lineal)
 Constante del resorte 0.9N/mm
 Active actualizar a cambios del modelo, así la longitud del resorte se toma de la
separación actual de las caras seleccionadas
 Desactive amortiguador
 En diámetro de espiral: 75.00mm
 En número de espirales: 10
 En diámetro de alambre: 2.5mm
8 Calcule la simulación
Ahora la gráfica de velocidad muestra, el resorte tiende a limitar la velocidad
9 Agregue amortiguación
Use el botón Amortiguador , configure:
 En punto final del amortiguador: las mismas caras que se usaron para el
resorte
 En exponente de expresión de fuerza del amortiguador: 1(lineal)
 En constante de amortiguamiento: 0.10N/(mm/s)
Ahora se muestra la gráfica de velocidad, el amortiguamiento disminuye las
fluctuaciones.

12Contactos
3D
Contacto 3D está disponible en Movimiento básico y en SolidWorks Motion.
Definición
Defina conjuntos de componentes para comprobar el contacto entre ellos. Si
los componentes dentro de un conjunto entran en contacto durante la ejecución
de un estudio de movimiento, se detecta el contacto y los componentes
reaccionan con el movimiento correspondiente. Si, por el contrario, los
componentes no están agrupados en un conjunto y entran en contacto, se
ignora el contacto y los componentes se atraviesan.
Contactos creados proporciona el número de pares de contacto que se
controlarán como se muestra a continuación. Cuanto mayor sea el número de
pares de contactos, más tiempo demorará el cálculo.
Número de
componente
s en
conjunto (n)
2 3 4 5
Número de
contactos
creados
(S(n-1))
1 3 6 10
Instancias 1
-
2
1-2,
1-3,
2-3
1-2, 1-3, 1-
4, 2-3, 2-4,
3-4
1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 2-3, 2-
4, 2-5, 3-4, 3-5. 4-5
Especificar material
Seleccione materiales de la lista para un par de colisión. Las propiedades de
material definidas para contactos 3D se aplican a caras en contacto durante el
mismo. Esto reemplaza las propiedades de material asignadas a cada pieza. El
orden en el que los materiales se seleccionan no es importante, es decir,
caucho-acero es lo mismo que acero-caucho.
Fricción
Seleccione Fricción para tener en cuenta la fricción dinámica en el cálculo de
contactos. No se puede utilizar Fricción estática sin la dinámica y, por tanto,
debe seleccionarse por separado. Los valores se configuran según las
selecciones elegidas en la sección Especificar material y no se pueden
modificar. Los controles deslizantes indican los valores cuantitativos y no se
pueden mover.
Propiedades elásticas
Seleccione opciones en Impacto y Coeficiente de restitución. Los valores se
configuran según las selecciones elegidas en la sección Especificar material y
no se pueden modificar.

11 Agregue Contactos 3D
Use el botón Contactar . Seleccione:
 En componentes: Enlace esfera-1 y Eje
 Desactive Especificar material y fricción
 En propiedades elásticas active Coeficiente de restitución en 0.4
Agregue otro contacto con el botón Contactar . Seleccione:
 En componentes: Enlace esfera-2 y Eje
 Desactive Especificar material y fricción
 En propiedades elásticas active Coeficiente de restitución en 0.4
Ahora se muestra la gráfica de velocidad hasta 20s, el mecanismo tiende a
mantener la velocidad constante subiendo o bajando las esferas.
13 Relaciones
de posición
mecánicas
Las relaciones de posición mecánicas son las siguientes:
Leva . Fuerza una cilindro, plano o punto a ser coincidente o tangente a una
serie de caras tangentes extruidas.
Engranaje . Fuerza a dos componentes a girar en de forma relativa entre sí
sobre los ejes seleccionados.
Piñón y cremallera . La traslación lineal de una pñieza (la cremallera)
produce rotación circular en otra pieza (el piñón) y viceversa.
Tornillo . Restringe dos componentes a que sean concéntricos y agrega una
relación de paso de rosca entre la rotación de un componente y la traslación del
otro.
Junta universal . La rotación de un componente (eje de salida) alrededor de
su eje se rige por la rotación de otro componente (eje de entrada) alrededor de
su correspondiente eje.
Vamos a comenzar con algunos ejemplos

Leva
1 Abra el ensamble Leva.sldasm
El seguidor y la leva pueden deslizar y girar sus ejes.
2 Agregue una relación de Leva
En la barra Ensamblaje haga clic en Relación de posición. Seleccione:
 En Relaciones de posición mecánicas seleccione Leva.
 En Entidades para seleccionar las caras laterales de la leva
 En Empujador de leva la cara inferior del seguidor
 En caso de que la relación resulte invertida active el botón Alineada o
Alineación inversa.
Entidades
para
seleccionar
Empujador
de leva
3 Agregue un motor rotatorio
Agregue un motor rotatorio a la cara indicada con 100RPM

4 Grafique la velocidad del seguidor
14 Uso del
Toolbox
Engranaje
1 Abra el ensamble Engranajes.sldasm
Para engranajes rectos la distancia entre ejes debe ser igual a:
Donde Dp son los diámetros de paso de los engranajes, se calculan con
Z es el número de dientes y m el módulo. Para que dos engranajes engranen
deben tener el mismo módulo.
2 Active SolidWorks Toolbox
Vaya a la pestaña Productos Office y en el botón SolidWorks Office active
SolidWorks Toolbox.
3 Abra la Biblioteca de diseño
Haga clic en el botón Biblioteca de diseño y abra Toolbox / ISO /
Transmisión de potencia.

4 Inserte un engranaje recto
Arrastre el ícono de Engranaje recto al área gráfica, suéltelo y configure sus
parámetros:
 Módulo: 3
 Número de dientes: 24
 Angulo de presión: 20
 Anchura de cara 12. Esto define el ancho del engranaje
 Tipo de cubo: Tipo A
 Diámetro de eje nominal: 20
 Ranura de chaveta: Cuadrado(1)
 Mostrar dientes: 20
Acepte la operación y haga clic de nuevo en la pantalla para insertar un segundo
engranaje.
5 Edite el tamaño del engranaje.
De clic derecho en cualquier cara de uno de los engranajes y seleccione Editar
definición del toolbox. Cambie el número de dientes a 16 y acepte. Esta edición
de componentes del Toolbox sólo es posible si el complemento SolidWorks
Toolbox está activado.

6 Agregue relaciones
Agregue relaciones Concéntrica y Coincidente para ubicar los engranajes como
se muestra
7 Arrastre los componentes hasta una posición de no interferencia como se
muestra
8 Agregue una relación de posición Engranaje
 En Relaciones de posición mecánicas seleccione Engranaje.
 En Entidades para seleccionar las aristas circulares de los engranajes.
 En relación escriba 3 y 2, pulse Enter luego de escribir cada valor. Estos valores
representan la relación entre los diámetros de paso de los engranajes, se
puede escribir otro par de valores con la misma relación como 30 y 20 por
ejemplo.
Acepte la operación y gire los componentes para probar la relación. Si los
engranes giran en el mismo sentido edite la relación de posición y active o
desactive la casilla Invertir

9 Agregue un motor rotatorio.
Agregue un motor rotatorio de 100RPM a la cara indicada y simule el
mecanismo.
10 Empaquetar dependencias
Cuando se inserta un componente desde el Toolbox este aparece con un
tamaño por defecto, los valores de las propiedades del componente se agrega a
la pieza. Esta nueva información se guarda en la pieza del toolbox, con lo cual si
se lleva sólo el ensamble a otro equipo, SolidWorks mostrará los componentes
del Toolbox en sus tamaños por defecto. Para solucionar esto se deben llevar
todos los componentes del ensamble: las piezas creadas por el usuario y las
del toolbox. Una manera rápida de hacer esto es usando el comando
Empaquetar dependencias.
Para ello vaya al menú Archivo / Buscar referencias. Haga clic en el Copiar
archivos… aparece la siguiente ventana. Desde allí se puede empaquetar todos
los archivos del ensamble (la pieza Soporte no aparece pues es una pieza
virtual) y de manera opcional dibujos o resultados de SolidWorks, también se
puede guardar todo en un archivo zip. Si guarda el ensamble en la carpeta
original del mismo desactive el nombre del ensamble pues no se puede
reemplazar un archivo abierto. Si desea guardar en una carpeta diferente active
todas los componentes y de clic en Examinar, seleccione una carpeta y luego de
clic en Guardar.

Piñón de cremallera
1 Abra el ensamble Prensa.sldasm
2 Oculte los componentes
De clic derecho en el componente 810-12 y elija ocultar componentes, haga lo
mismo con el componente 2723:
3 Arrastre los componentes hasta una posición de no interferencia como se
muestra.
4 Agregue la relación de posición Piñón de cremallera.
 En Relaciones de posición mecánicas seleccione Piñón de cremallera.
 En Cremallera seleccione la arista lineal indicada.
 En Piñón seleccione la arista circular indicada.
 En Diámetro de paso de piñón escriba 25.4mm

Pruebe el mecanismo, si el mecanismo se mueve de manera incorrecta edite la
relación y active la opción Invertir dirección.
Agregue un motor rotatorio de 25RPM a la cara indicada y simule el
mecanismo.
Tornillo
1 Abra el ensamble Tornillo de banco.sldasm
2 Agregue una relación de posición Tornillo
 En Relaciones de posición mecánicas seleccione Tornillo.
 En Entidades para seleccionar las caras cilíndricas indicadas para definir los
ejes.
 En Distancia/revolución escriba 6.35.
 Si es necesario active Invertir dirección para que la prensa cierre al girar la
barra en el sentido de las agujas del reloj.

Cara a
seleccionar
Cara a
seleccionar
Mueva el ensamble hasta aproximadamente la posición indicada y agregue un
motor rotatorio de 20RPM a la cara indicada, simule el mecanismo.
4 Compruebe interferencias
Use SolidWorks Motion, calcule la simulación y dentro del MotionManager de
clic derecho al ensamble y escoja Comprobar interferencia
Con una ventana seleccione todo el ensamble y de clic en Buscar ahora.

El comando busca las interferencias cuadro por cuadro. Se muestra el tiempo
en que ocurren las interferencias y el volumen de éstas
5 Use contactos
Cree un contacto y seleccione los componentes Bola (ambas), Base y la Quijada
móvil, use los valores por defecto de contacto, calcule la simulación.
15 Ejercicios 1 Robot dr4000
 Abra el archivo dr4000.sldasm
 Cree un estudio de movimiento para generar una animación de movimiento
desde la posición inicial a la final mostrada
 Agregue un segundo estudio de movimiento para generar una explosión con
entrada / salida lenta de clave.
 En un tercer estudio de movimiento agregue motores rotatorios para conseguir

el mismo efecto. Asuma valores y grafique el movimiento de el extremo del
robot para posición, velocidad y aceleración.
 Cree un cuarto estudio de movimiento usando SolidWorks Motion, añada el
material AISI 304 a todas las piezas, añada gravedad y grafique la ruta de trazo,
la torsión aplicada al primer motor rotatorio de la base, el consumo de energía
y la fuerza de reacción.
2 Motor V8
- Abra el archivo Motor V8
 Agregue un torque de 100N-mm al cigüeñal, agregue el material acero
inoxidable al cromo a todas las piezas y gravedad, y grafique la velocidad de
cualquiera de los pistones.
3 Engranajes cónicos
 Abra el archivo Engranajes conicos
 Agregue contacto 3d entre los engranes, agregue un torque de 0.1N-mm al
engrane horizontal.
 Calcule el movimiento y grafique la velocidad del engrane vertical
4 Puerta con amortiguador
- Abra el archivo Puerta.sldasm
- Use una vista de sección y agregue un resorte con k = 1N/mm, L= 180mm y
constante de amortiguamiento lineal = 5N-s/mm entre los componentes
indicados
- Reproduzca la simulación con un tiempo total de 20s y grafique la velocidad
angular de la puerta
5 Estrella genova
- Abra el archivo EstrellaGenova.sldasm
- Agregue un contacto3D entre Pieza2 y Pieza3
- Agregue un motor rotatorio de 100RPM a Pieza3 y grafique la velocidad de
Pieza2
6 Robot Soldador
 Abra el archivo RobotSoldador.sldasm
 Agregue una relación de posición de trayecto para hacer que la punta del robot
siga la trayectoria. Para seleccionar la ruta use el botón gestor de selección,
seleccione los segmentos y acepte la ventana del gestor.

7 Prensa para tubos
 Abra el archivo PrensaParaTubos.sldasm
 Agregue una relación de tornillo para que al dar una revolución al mango la
quijada se mueva 3mm.
 Agregue un motor de 50RPM al tornillo y simula para 20s
8 Tractor
 Abra el archivo Tractor.sldasm
 Haga que el tractor siga las splines del Croquis1. Use los puntos indicados. Uno
de los puntos puede correr libre por el croquis y el otro seguir un porcentaje.
9 Reductor de velocidades
En este ejercicio se va a construir un diseño preliminar de un reductor de
velocidades. Para ello se va a usar engranajes helicoidales de la librería
SolidWorks Toolbox. Primero vamos a examinar algunas características de los
engranajes helicoidales.
Engranajes helicoidales. Son similares a los engranajes rectos excepto que los
dientes están en un ángulo con el eje del engranaje. Un engranaje helicoidal
puede tener una dirección de hélice en mano izquierda o derecha, dependiendo

de a dónde se dirige la pendiente de los dientes al ver al engranaje de frente.
Los engranes helicoidales pueden operar a velocidades más altas que los
rectos y de manera más suave. A continuación se presentan algunas
parámetros:
 Módulo: m
 Número de dientes: Z
 Angulo de hélice: β
 Diámetro primitivo: D = m * Z / cos(β)
Con estas fórmulas y los datos siguientes se debe construir el siguiente
reductor de velocidades:
Para ello:
 Considere los valores para los engranajes:
A B C D
Módulo 3 3 3 3
Número de
dientes
16 30 16 60
Dirección de
hélice
Mano
izquier
da
Mano
derech
a
Mano
derech
a
Mano
izquier
da
Ángulo de
hélice
20 20 20 20
Ángulo de
presión
20 20 20 20
Anchura de
cara
40 40 50 40
Tipo de cubo A A A A
Diámetro de
eje Nominal
30 35 35 60
Ranura de
chaveta
Ningun
a
Ningun
a
Ningun
a
Ningun
a
 Calcule la distancia entre centros
 Construya la el bloque con las siguientes medidas

La altura del bloque es de 125mm y el espesor de pared de 10mm
 Los agujeros tienen los diámetros:
 Los ejes de adelante y atrás miden 300mm de longitud
 Construya un ensamble e inserte las piezas (también puede usar un ensamble
con piezas virtuales)
 Agregue los engranajes.
 Agregue relaciones de posición.
 Simule para una velocidad de entrada (al piñón) de 500RPM, calcule las
velocidades para los demás engranajes y compruébelo graficándolas en
SolidWorks Motion.

PhotoWorks
1Introducción Photoworks es un software de renderizado, completamente integrado en
SolidWorks, puede crear imágenes fotorealísticas a partir de modelos 3D. Tiene
las siguientes ventajas:
 Generación imágenes para presentaciones y propuestas.
 Facilidad de uso.
 Creación de efectos visuales avanzados.
 Reducción de costos en el prototipo.
Es necesario cargar el complemento PhotoWorks, para ello vaya a la pestaña
Poductos Office y en el botón SolidWorks Office active PhotoWorks.
Si hubiesen otros complementos activados desactívelos, no serán necesarios
por el momento. Debe aparecer la barra PhotoWorks:
Vamos a comenzar con un ejemplo. Abra la pieza Componente.sldprt

2 Opciones de
PhotoWorks
Es necesario cambiar algunas opciones de PhotoWorks para tener un resultado
óptimo:
1 Establezca Opciones
Haga clic en Opciones de la barra PhotoWorks. Seleccione la pestaña
Propiedades de documento y en Calidad de antisolapamiento establezca la
opción Media. Esta calidad es buena para un primer vistazo pues el renderizado
es rápido. Las calidades Alta y Muy alta se usan para el renderizado final. Cierre
la ventana.
3 Renderizado 2 Haga un renderizado de prueba
Haga clic en el comando Renderizado . Se muestra el resultado:

4 Escenas 3 Añada una escena
Una escena contiene imágenes para una caja o esfera virtual que rodea al
modelo, se pueden añadir luces, paredes y materiales. Haga clic en el comando
Escena . El editor de escena contiene las siguientes pestañas:
 Administrador: Aquí se pueden seleccionar escenas preconfiguradas.
 Habitación: Se puede configurar el tamaño de la habitación y el material de las
paredes.
 Fondo/Primer plano: Se pueden seleccionar varios fondos y colores de fondo,
también se puede seleccionar un archivo de fondo.
 Entorno: Provee un entorno que agrega reflexiones sobre el modelo.
 Iluminación: se pueden configurar esquemas de iluminación y sombras.
En la pestaña Administrador seleccione Escenas básicas y escoja Blanco simple
En la pestaña Habitación:
 Desactive Ajuste automático de tamaño.
 En longitud 1000
 En ancho 1000
 En altura 300
 En Alinear con: Plano X-Z del modelo. Así el piso de la escena coincide con el
plano de planta.
 En visibilidad y apariencias se configuran las paredes, techo y suelo de la
escena. Los Nombres Norte, Sur, Este y Oeste coinciden con los siguientes
planos:

 Desactive todo excepto Suelo:
 En la pestaña Fondo/Primer plano seleccione Fondo Simple, color blanco.
 En la pestaña entorno de clic en Examinar y seleccione el archivo:
SolidWorksSolidWorksdataImagestexturesbackgroundwindowlight.png
 En la pestaña iluminación haga clic en Seleccionar esquema de iluminación y
seleccione 00 warm kitchen.
 De clic en Aplicar y Cerrar.
 Renderice el modelo.

5 Apariencia Al aplicar una apariencia se define el material, el acabado superficial y la
iluminación que tendrá un componente.
4 Agregue una apariencia.
Haga clic en Apariencia . Si no está activa haga
clic en el comando Ventana de vista preliminar de
PhotoWorks . De esta manera tenemos una
ventana con una vista rápida que se actualiza con
cada cambio en las propiedades.
5 Agregue un material.
En la pestaña Color/Imagen aparece Componente
dentro de Geometría seleccionada. Haga clic en
Examinar dentro de Apariencia. Elija el archivo:
...SolidWorksSolidWorksdatagraphicsmaterials
metalsteelpolished steel.p2m
Si el archivo no aparece, seleccione Todos los
archivos(*.*) en Tipo de archivo.
6 Asigne una iluminación:
Haga clic en la pestaña Iluminación y seleccione
Conductor.
Esta iluminación produce caras altamente
reflejantes entre sí y también con la habitación.
Observe que hay varios parámetros. Active ayuda
dinámica y pase el cursor por los cuadros Ambiente,
difusión, etc. Obtiene una descripción de cada uno de
ellos.
Estos parámetros definen como reacciona una cara
ante la iluminación. Por ejemplo Reflectividad tiene
un valor alto (0.8) esto produce superficies casi
espejo.
Los parámetros varían de acuerdo al tipo de
iluminación elegido, no todos los parámetros están

disponibles en los tipos de iluminación.
El cambio de un tipo de iluminación puede producir resultados muy variables,
siempre configure un tipo de acuerdo a pruebas.
Cierre la operación y renderice el modelo.
7 Agregue/elimine acabados superficiales
Vaya a la pestaña Acabado superficial del comando Apariencia y en acabado
superficial elija Fundición. Cambie el valor de amplitud a 30. Cierre la ventana y
renderice el modelo.

6 Luces Las luces se usan para hacer visible el modelo y configurar sombras. Hay varios
tipos de de luces:
 Luz ambiental. Ilumina uniformemente todo el modelo
 Luz direccional. Tiene rayos son paralelos y uniformes
 Luz puntual. Está ubicada en un punto del espacio y sus rayos se esparcen en
todas las direcciones.
 Luz concentrada. Tiene un haz en forma de cono con su punto más brillante en
el centro.
8 Modificar luces
Abra la carpeta Luces y cámaras y edite la luz Direccional1

Cambie los siguientes parámetros:
 Ambiente: 0
 Luminosidad: 0.3
 Reflexión: 0.4
 Active Bloquear en modelo. Así la dirección de la
luz se mantiene al girar el modelo.
 Longitud: 126°
 Latitud: 54°
Renderice el modelo
9 Agregue una luz concentrada
De clic derecho en la carpeta luces y cámaras y seleccione Agregar luz
concentrada:

Agregue los siguientes parámetros:
 Ambiente: 0
 Luminosidad: 0.3
 Reflexión: 0
 Sistema de luz: Cartesiano.
 Active bloquear en modelo.
 Coordenada x: 50
 Coordenada y: 180
 Coordenada z: 0
 Coordenada x de destino: 100
 Coordenada y de destino: 0
 Coordenada z de destino: 0
 Angulo de cono: 45°
 Exponente 0.1. A mayor valor de exponente la luz tendrá sombras más
difuminadas.
 Atenuación A=1, B=0.4, C=0.3. A mayor exponentes, la luz se atenuará más al
llegar a su destino.
Acepte la operación y renderice el modelo

10 Active sombras suaves para luces.
 De clic derecho en la luz Concentrada1 y elija
Propiedades.
 Haga clic en el botón Propiedades de PhotoWorks
 En sombras cambie lo siguiente:
 Active Sombras activadas
 En aristas de un 20%
 En calidad de arista un 50%
 Acepte la operación y renderice el modelo.

11 Añada perspectiva.
En la Barra transparente Ver active Perspectiva
12 Incremente la calidad de las aristas
Vaya al menú Herramientas/Opciones, en Propiedades de documento elija
Calidad de imagen y en resolución para SLO/LOV sombreada y Calidad de
borrador incremente el slider, ello permite curvas de mayor calidad.
13 Use el Render Manager
Todos los elementos de renderizado agregados al

modelo se pueden editar o eliminar en el Render Manager.
14 Cambie la escena
De clic derecho en Escena del Render
Manager y elija editar escenario.
En la ventana Editor de escena vaya a la
pestaña habitación y de clic al botón
al lado de la fila Suelo.
15 Asigne un material al suelo
 En la pestaña Color imagen seleccione el archivo
…SolidWorksSolidWorksdatagraphicsmaterialsmetalbrasspolished
brass.p2m
 En la pestaña Iluminación seleccione Pintura de carrocería.
 Acepte la operación, aplique y cierre la ventana editor de escena.
 Renderice el modelo.
16 Incremente la calidad del renderizado
Vaya a Opciones de Photoworks y en la pestaña Propiedades de documento
seleccione Muy alta en calidad de antisolapamiento:

17 Renderice el modelo
7 Renderizar
en archivo
18 Produzca una imagen en un archivo
Haga clic en renderizar en archivo , configure lo siguiente:
 Asigne un nombre.
 En Formato elija JPEG
 En tamaño de imagen active Piexeles
 En Anchura, altura de 800 x 600
 Calidad de imagen: Media
 De clic en renderizar.

8 Calcomanías Se pueden arrastrar calcomanías del Panel de tareas a un modelo, manipularlas
en el área de gráficos y especificar propiedades en el PropertyManager
Calcomanías. Tambien se puede examinar para buscar calcomanías y guardarlas
en el PropertyManager.
1 Abra el archivo Botella.sldprt.
2 Asigne un material
Esta vez vamos a asignar un material de otra manera, usando las pestaña
RealView/PhotoWorks del Panel de tareas

Abra la pestaña y dentro de Apariencias escoja Vidrio/Lustroso/vidrio
transparente, arrastre la apariencia sobre cualquier cara de la botella

4 Agregar una calcomanía
Use el botón Nueva calcomanía . Este comando tiene tres pestañas:
 Imagen. Define una imagen y una máscara para recortar las partes no
visibles.
 Asignación. Aquí se define el tamaño, la orientación y la posición.
 Iluminación. Para definir como la luz interactúa con la calcomanía.
Use las siguientes opciones:
 Dentro de la pestaña Imagen haga clic en el botón
Examinar…Seleccione el archivo Etiquetasch.png. En imagen de
máscara seleccione Máscara de color selectiva. Haga clic en el botón
Seleccionar color y seleccione un punto en el área ploma de la figura

 En la pestaña Asignación seleccione la cara indicada, configure la
Asignación en etiqueta, ajuste el tamaño y la posición de la calcomanía
arrastrando las esquinas de la misma en el área gráfica

 En la pestaña iluminación seleccione la iluminación Mate
6 Ajustar la imagen
Abra Opciones de Photoworks y en la pestaña Propiedades de documento ajuste
el brillo, contraste y saturación de color.
7 Más etiquetas
Se pueden encontrar más calcomanías dentro del Panel de tareas/Realview
PhotoWorks/Calcomanías/Logotipos.
9 Renderizado
de
animaciones
Se pueden realizar renderizador de animaciones hechos con estudios de
movimiento o explosiones. Ello permite crear presentaciones del movimiento de
ensambles con calidad fotorealística lo cual puede servir para promocionar un
producto. Vamos a inspeccionar esto con un ejemplo.
1 Abra el archivo Robot300.sldasm
Abra la pestaña Estudio de movimiento 4
2 Active el estudio de movimiento
Active el estudio de movimiento 4. Compruebe el movimiento usando el botón
Reproducir.
3 Asigne apariencias
Puede usar el Panel de tareas/Realview PhotoWorks y arrastrar apariencias a
cada componente
Ajuste los materiales, iluminación hasta conseguir un resultado óptimo

5 Guarde la animación como un video
Use el botón guardar animación . En la ventana Guardar animación en
archivo configure:
 Nombre: Robot 300.avi.
 Tipo: archivo AVI de Microsoft (*.avi)
 Renderizador: Buffer de PhotoWorks
 Tamaño de imagen: 320x240
 Fotogramas por segundo: 8
De clic en el botón Guardar.
10Ejercicios Para las siguientes piezas haga renderizados salvando el resultado en un archivo.
Configure materiales, luces, escenas, calcomanías, etc.
 Cuchillo.sldprt
 Navaja.sldprt
 Rueda.sldprt
 Tacho.sldprt
Para los siguientes ensambles use el estudio de movimiento 1 que hay en cada
ensamble para generar una animación, guárdela como video.
 Tractor.sldasm
 Motor V8.sldasm
Para mejorar la calidad del video puede hacer lo siguiente:
 En Opciones de PhotoWorks vaya a Propiedades de documento / Calidad de
antisolapamiento / Alta o Muy alta.
 En un estudio de movimiento use el botón propiedades de estudio de
movimiento. Configure Tramas por en 25-30 cuadros por segundo como
máximo, recalcule la simulación.
 Cuando guarde la animación en archivo configure el número de fotogramas por
segundo en el mismo valor que usó en Tramas por.
 En la misma ventana, en tamaño de imagen escoja un tamaño más grande.
 Cuando guarde el video y el programa le pida un compresor, elija Fotogramas
completos (sin comprimir).
SolidWorks Simulation

1Introducción Una pregunta usualmente planteada en los problemas de ingeniería es: ¿Cómo
responderá el Sistema a una Acción predeterminada?. Teniendo en cuenta que el
sistema y la acción pueden ser una estructura y un conjunto de cargas, un
elemento disipador y una fuente de calor, etc.
Para describir la respuesta de sistemas simples se pueden emplear ecuaciones
que representan las relaciones entre las variables del mismo. Al solucionar tales
ecuaciones se obtiene una solución analítica. Pero muchas veces los sistemas
encontrados en la práctica son de una complejidad tal que abordarlos por este
método suele ser muy difícil. Ante esto han aparecido técnicas matemáticas que
dividen los sistemas en partes pequeñas, a los que se aplican ecuaciones sencillas.
Estas ecuaciones se combinan y resuelven y se obtiene el resultado del problema.
Esta es una solución numérica. Un método numérico es el método de elementos
finitos (FEM), el cual es adecuado para su uso en una computadora y es aplicado
frecuentemente en el análisis de estructuras. Luego del estudio se puede emplear
un criterio de falla para determinar si la estructura fallará o no ante en las
condiciones expuestas.
2 Pasos del
análisis
Aunque en el mercado hay muchos programas capaces de usar el FEM para la
solución de problemas, se pueden agrupar los pasos para realizar el análisis como
sigue:
1. Realización de un modelo. Lo cual conlleva a definir su geometría.
2. Definición de un estudio. Que comprende definir:
a. Tipo de análisis (estático, térmico, en frecuencia, etc)
b. Material.
c. Conjunto de cargas y restricciones.
d. Enmallado.
3. Visualización e interpretación de resultados.
4. Si el modelo no satisface las expectativas, se puede regresar al paso 1.
En este caso se van a usar los programas Simulation y SolidWorks. En SolidWorks
se define el modelo (Paso 1), mientras que en Simulation se realiza el estudio (Paso
2). Simulation se integra bastante bien dentro de SolidWorks, logrando que la
obtención de resultados sea algo bastante sencillo.

Active SolidWorks Simulation: Vaya a la pestaña Productos Office / SolidWorks
Office y active SolidWorks Simulation:
3 Análisis de
piezas
1 Abrir Archivo
Abra el archivo Base.sldprt
2 Asignar material
Clic derecho en Material (sin especificar) y asígnele el material Acero / AISI 304
3 Crear un nuevo estudio
Vaya a la pestaña Simulation y de clic en la flecha inferior del botón Asesor de
estudios y escoja Nuevo estudio

Escoja el estudio Estático y de clic en Aceptar
4 Añadir sujeciones
Sujeciones y escoja Geometría Fija
Escoja la cara indicada (gire la vista en caso de ser necesario) y acepte

5 Añadir cargas
Cargas y escoja Fuerza
Seleccione la cara indicada y asigne un valor de 100N, invierta la dirección
6 Crear el enmallado
Vaya a la pestaña Simulation y de clic en la flecha inferior del botón Ejecutar y
escoja Crear malla, acepte los valores por defecto.

7 Ejecutar el estudio
De clic al botón Ejecutar
Se muestran los esfuerzos de Von Mises en una escala de colores:
8 Cambiar unidades
De clic derecho en Resultados / Tensiones y seleccione Editar Definición

Cambie las unidades a MPa y en Forma deformada seleccione Automático,
Acepte.
9 Criterio de falla de Von Mises
Se usa el criterio de Von Mises para encontrar fallas en el modelo estudiado.
Esfuerzo de Von Mises = VM
Limite Elástico = LE
Factor de Seguridad = FS = LE / VM
Si:
VM es menor que LE entonces la deformación es elástica (FS mayor a 1).
VM es mayor que LE entonces la deformación es plástica (FS menor a 1).
VM es igual que LE entonces estamos al inicio de deformación plástica (FS igual
a 1).
Ya que el Esfuerzo de Von Mises varía en cada punto de la pieza, también lo
hará el Factor de Seguridad. Se debe buscar los puntos donde VM sea máximo
o FS mínimo, estos son los puntos críticos.
10 Iso-Superficies

En el ejemplo se pueden aislar los puntos críticos, dando clic derecho a
Tensiones1 y escogiendo Iso-Superficies
Puede mover el slider para modificar el Valor Iso y los volúmenes que tienen un
esfuerzo mayor o menor al Valor Iso. Al terminar cancele el comando.
11 Medir desplazamientos
De doble clic a Desplazamientos1, aparecen los desplazamientos en mm.
12 Definir la gráfica de Factor de Seguridad
De clic derecho en la carpeta Resultados y seleccione Definir trazado de factor
de seguridad...

Acepte las opciones por defecto, se debe prestar atención al FS mínimo.
13 Modificar las cargas
De clic derecho en Fuerza-1 y seleccione Editar definición..., cambie el valor a
10000 y Ejecute el estudio.
14 Comprobar el Factor de Seguridad
De doble clic a Factor de Seguridad1(-FDS-)

15 Modificar la geometría
Regrese a la pestaña Modelo y Modifique la operación Saliente-Extruir1 a 15mm
de Profundidad.
16 Rehacer el Estudio
Regrese a la pestaña Estudio 1 y en la barra Simulation de clic a Ejecutar
17 Compruebe el FS
Se ha mejorado el FS de 4.7 a 6.9. Un mayor FS indica un diseño más seguro
pero no debe ser demasiado alto, esto significaría que el diseño está
sobredimensionado y por tanto es mas costoso y pesado de lo necesario.

18 Animar Resultados
Active la gráfica de Tensiones usando doble clic y luego de clic derecho sobre la
misma, seleccione Animar.
19 Grabar la animación
Detenga la animación usando el botón Detener, asigne 20 en Cuadros, active
Guardar como Archivo AVI y de clic en Reproducir. El video aparecerá en la
carpeta PlacaPlaca-Estudio 1. Acepte el comando Animación.
4 Análisis de
Soldaduras
y pernos
1 Abrir Archivo
Abra el archivo Base de Poste.SLDPRT, ya contiene el material Acero Aleado.
2 Crear un estudio
Cree un estudio Estático

3 Asigne espesor
Usando la tecla Shift seleccione la primera y última superficie dentro de la
carpeta de superficies del estudio. De clic derecho y escoja Editar definición...
Escoja el tipo Grueso (si el espesor excede el 5% de las dimensiones de las
placas, en caso contrario usar Delgado) y 5mm en Espesor de elementos
SHELL.
4 Añadir soldadura
En la barra Simulation, abra la flecha debajo del Asesor de conexiones y escoja
Soldadura de arista.
En tipo escoja Redondeo, de doble lado. Seleccione la cara triangular en
Conjunto de caras1, la cara plana cuadrada en Conjunto de caras2, cambie el
tamaño de soldadura a 0.5in, acepte los demas valores por defecto.

5 Añadir otra soldadura
Ingrese nuevamente al comando Soldadura de arista y en tipo escoja Redondeo,
de doble lado. Seleccione la cara triangular en Conjunto de caras1, la cara del
cilindro en Conjunto de caras2, cambie el tamaño de soldadura a 0.5in, acepte
los demás valores por defecto.
6 Añada más soldaduras
De la misma manera añada las soldaduras restantes (6) a las demás placas.
Puede mantener abierto el comando haciendo clic en el botón Mantener visible.

7 Añada un contacto Unión rígida
Ingrese al comando Conjunto de contactos.
Seleccione Unión rígida en Tipo, la arista circular del tubo en Caras, aristas o
Vértices para Set1, la cara plana cuadrada en Caras, aristas o Vértices para
Set2. Acepte.
8 Suprima el contacto por defecto
Al haber agregado los contactos de soldadura y unión rígida, ya no es necesario
el contacto global Unión rígida. De clic derecho en Escenarios de contacto /
Contacto-1 y escoja Suprimir.
9 Añadir Pernos
Entre al Asesor de conexiones y escoja Perno

Asigne lo siguiente:
En tipo Tornillo de fundación. En arista circular, la arista circular de un agujero
de la placa cuadrada. En plano de destino el Plano2.
Active Datos de resistencia y escoja Zona del límite de tensión calculada, 5
roscas / pulgada, 4500 kgf/cm^2 en resistencia del perno.
Escriba una precarga de 100N-m. Active el botón mantener visible y asigne los
demás pernos.
10 Pared virtual
Entre al comando Escenarios de contacto, escoja en Tipo Pared virtual, escoja
la cara plana cuadrada en Caras, aristas o Vértices para Set1 y Plano2 en Plano
de destino. Acepte las demás opciones.

11 Agregue una carga
Ingrese al Asesor de cargas y seleccione Fuerza
Seleccione la arista circular superior del cilindro en Caras, aristas, vértices o
puntos de referencia para Fuerza. Active Dirección seleccionada y seleccione la
arista lineal en Z de la base. Active el botón Fuerza y escriba 5000 en A lo largo
de la arista.

12 Ejecute el estudio
De clic al botón Ejecutar, el enmallado se hará de manera automática para
luego correr el estudio.
13 Factor de Seguridad
Agregue la gráfica de Factor de Seguridad, aísle las zonas críticas usando la
opción de Iso-Superficies (FDS min = 1.3).
14 Comprobar Soldaduras
De clic derecho a la carpeta Resultados y seleccione Definir trazado de
comprobación de soldadura.

Las soldaduras que no resisten se muestran en rojo y los que sí en verde.
15 Comprobar pernos
De clic derecho a la carpeta Resultados y escoja Definir trazado de
comprobación de perno/pasador...
Los pernos que resisten se muestran en verde, los demás en rojo.

16 Mejorar el Factor de Seguridad
Ya que la placa horizontal muestra el factor de seguridad más bajo, se intentará
mejorar éste incrementando el espesor.
De clic derecho en la primera superficie de la lista y seleccione Editar
definición...
Asigne un espesor de 10mm.
17 Modifique el plano de pared virtual
El plano de pared virtual debe quedar a una distancia de la mitad del espesor
de la placa que está apoyando. Por tanto cambie la distancia del Plano2 de 2.5 a
5mm.
18 Correr el estudio
Corra el estudio de nuevo, verifique el nuevo FS = 3.5 (el anterior era 1.3)
19 Salve su trabajo
5 Análisis de
superficies
y chapa
metálica
1 Abrir archivo
Abra el archivo silla de plastico.SLDPRT. Se va a analizar esta silla para
comprobar si resiste un peso de 1000N (aproximadamente 100Kg) de carga
vertical. Al ser la pieza simétrica se analizará 1/4 de la misma.
2 Abrir archivo
Abra el archivo SILLA 1_4.SLDPRT. Se ha suprimido el espesor y se analizará
como superficie. La pieza ya tiene el material Nailon 101.

3 Crear un estudio
Cree un estudio estático.
4 Asignar espesor
De clic derecho a la superficie SILLA 1_4 y seleccione Editar definición...
Seleccione Grueso con un espesor de 3mm
6 Análisis de
piezas
simétricas
5 Restricciones de simetría
Ingrese al botón Asesor de sujeciones / Sujeciones avanzadas
Seleccione las 3 aristas inferiores de la pieza dentro de Caras, aristas o vértices
para sujeción. El Plano Alzado en Cara, Arista, Plano o Eje para Dirección.
Active el botón A lo largo del plano Dir. 2 y asigne 0mm como valor. Acepte.
6 Añada más restricciones

Ingrese nuevamente al comando Sujeción, seleccione las 4 aristas de la
izquierda y el plano Alzado. Active el botón A lo largo del plano Dir.1 y asigne
0mm.
7 Más restricciones
Ingrese nuevamente al comando Sujeción, seleccione las 4 aristas de la
derecha y el plano Alzado. Active el botón Normal al plano y asigne 0mm.

8 Asignar Fuerza
Entre al comando Fuerza, seleccione la cara indicada, con un valor de 250N de
Fuerza normal (es 1/4 del total)
9 Crear malla
En este ejemplo será necesario modificar las opciones de mallado. De clic
derecho Malla y seleccione Crear malla...

Active Parámetros de mallado y Malla basada en curvatura, el mallador crea
más elementos en zonas de mayor curvatura automáticamente.
10 Ejecute el estudio
Cuando aparezca la ventana de Grandes desplazamientos, haga clic en Sí. La
solución para grandes desplazamientos es necesaria cuando la deformación
obtenida altera significativamente la rigidez (capacidad de la estructura para
resistir cargas). La solución para desplazamientos pequeños supone que la
rigidez no cambia durante la carga. En cambio, la de grandes desplazamientos
supone que la rigidez cambia durante la carga, por lo tanto, aplica la carga a
cada paso y actualiza la rigidez para cada paso de la solución.
11 Verifique los desplazamientos

Active la gráfica de desplazamientos (Desplazamiento máximo = 19.3mm)
12 Verifique el factor de seguridad
Cree la gráfica de Factor de seguridad
13 Mejorar el factor de seguridad
Abra el archivo SILLA CON NERVIOS.SLDPRT. Esta versión contiene nervios que
ayudan a darle mayor rigidez a la parte superior de la silla.
14 Crear un estudio
Cree un estudio Estático.
15 Asignar espesor
Asigne un espesor de 3mm (Grueso) a ambas superficies.
16 Restricciones de simetría

Aplique las restricciones de simetría de la misma manera como se hizo en el
ejemplo anterior, incluya las aristas de los nervios en los lados izquierdo y
derecho.
17 Mallado y Fuerza
Use la malla basada en curvatura y la fuerza de 250N
18 Establecer contactos entre superficies
Hay que establecer el contacto entre las caras de la silla y los nervios. De clic
derecho a Conexiones y seleccione Contactos...
En Tipo seleccione Unión rígida, en Caras, aristas o Vértices para Set1
seleccione las aristas de los nervios que están en contacto con las caras de la
silla. En Caras para Set2 seleccione las caras de que están en contacto con las
aristas anteriores.
19 Correr el estudio.
Corra el estudio, compruebe el Factor de seguridad (12) y el desplazamiento
máximo (3mm).
20 Minimizar el peso

A fin de reducir el peso y comprobar la resistencia de la silla se creará un
nuevo estudio, duplicando el anterior. De clic derecho al Estudio1 y seleccione
Duplicar. El nombre del estudio será Delgado.
21 Editar definición de superficie
Edite la definición de la superficie de la silla a 2.5mm, deje el nervio en 3mm.
22 Correr el estudio.
Corra el estudio, compruebe el Factor de seguridad (8.7) y el desplazamiento
máximo (4.5mm).
23 Salve su trabajo.
7 Análisis de
ensambles
1 Abrir archivo
Abra el archivo MONTAJE DE CILINDRO HIDRAULICO.SLDASM. Cree un estudio
estático. Suprima el Contacto global (-Unión rígida-) y Active una vista de
sección.
2 Añadir contactos
De clic derecho a Conexiones y elija Contactos...
En tipo elija Sin penetración. Seleccione las 2 caras en forma de anillo con
agujeros que están en los componentes CILINDRO ARM 5500 y TAPA DE SALIDA
DE VASTAGO ARM EX 5500 en Caras para Set1 y Caras para Set2
respectivamente.

3 Añadir más contactos
Agregue un contacto Sin penetración entre las caras en forma de anillo de los
componentes EMBOLO DE CILINDRO HIDRAULICO ARM y TAPA DE SALIDA DE
VASTAGO ARM EX 5500.
4 Agregar pernos
Vaya al comando Pernos. En tipo seleccione Tornillo estándar o refrentado. En
Arista circular de taladro de cabeza de perno seleccione la arista de cualquier
taladro. Active Datos de resistencia y escriba 11 roscas/pulg en paso. La
resistencia del perno es 6.204e+008 N/m^2. Factor de seguridad es 2. La
precarga es del tipo Torsor con 2461 N-m. Acepte. En el cuadro de diálogo de
clic en Sí para agregar esta configuración a todos los pernos.

5 Agregar presión
Ingrese al comando presión. Seleccione las caras internas de los componentes
CILINDRO ARM 5500 y EMBOLO DE CILINDRO HIDRAULICO ARM. La presión de
trabajo es 1500psi.
6 Enmallar y correr el estudio
Enmalle usando una malla basada en curvatura, ejecute el estudio y verifique
los puntos críticos.
7 Salve su trabajo.

8 Optimiza_
ción
automática
de forma y
Estudios de
diseño
1 Abra el archivo
Abra el archivo Bandeja. Se optimizará la forma para que resista una carga de
750N, con un Esfuerzo máximo de Von Mises de 200MPa. El objetivo es
minimizar el peso.
2 Ubicar una carga en parte de una cara
Croquice lo siguiente en la cara superior del modelo. Cierre el croquis.
3 Partir una cara usando Envolver
Vaya al comando Insertar / Operaciones / Envolver. Seleccione el último
croquis, elija la opción Inscribir y seleccione la cara superior de la chapa.
Acepte.
4 Crear un nuevo estudio
Cree un nuevo estudio estático. Observe que la chapa es tratada como una
superficie con un espesor no editable. Agregue sujeciones Fijo a los agujeros y
una carga de 150N normal a la cara mostrada. Corra el estudio.

5 Crear un estudio de diseño
En la parte inferior de clic derecho a cualquier pestaña y seleccione Crear
nuevo estudio de diseño.
6 Añadir variables
Abra la lista de variables y seleccione Agregar parámetro
En Nombre escriba Alto1 y seleccione la cota de 225. De clic en Aplicar. Haga lo
mismo con la cota de 85 (Alto2) y la cota de 75(Pestaña)
Al final debe tener las 3 variables dentro de la lista Parámetros. Cancele
Agregar parámetros y acepte Parámetros.

7 Lista de variables
Agregue las 2 variables restantes, observe los valores por defecto de Mín, Máx y
Paso.
8 Agregar Restricciones
Abra la lista de restricciones y de clic en Agregar sensor...
En Tipo de sensor escoja Datos de simulación, acepte los valores por defecto.
En Restricciones agregue Tensión1, seleccione Es menor que y en valor escriba
200MPa.
9 Agregar Objetivos
En Objetivos seleccione Agregar sensor...
En Entidades para controlar seleccione cualquier cara del sólido. Acepte.

En Objetivos seleccione Masa1 con la opción Minimize.
10 Ejecutar
De clic al botón Ejecutar (Si no aparece disponible desactive y active la opción
Optimización)
Comienza la optimización (29 escenarios).
11 Solución óptima
Luego de varias iteraciones Simulation encuentra la solución óptima.

12 Guarde su trabajo.
9 Ejercicios Ejercicio 1
1 Abra la pieza Llave T.
Asigne el material Acero inoxidable al cromo.
2 Partir caras.
Parta las caras usando el croquis
3 Crear estudio.
Cree un estudio considerando las caras internas del agujero (6) fijas y fuerzas

opuestas de 300N.
4 Resultados
Calcule el factor de seguridad y el desplazamiento máximo
5 LLave L
Abra la pieza LLave L. Con este croquis parta las caras:
6 Estudio
Cree un estudio similar al ejemplo anterior con una fuerza de 300N
7 Comparar resultados.
¿En qué caso el factor de seguridad es mayor?
¿Donde es mayor el desplazamiento?
¿Cuál diseño es mejor?
Modifique los modelos para que tengan un FS de al menos 1.25 (Sugerencia:
varíe el diámetro de las varillas)

Ejercicio 2
1 Abrir archivo
Abra el archivo Biela. Aplique el material AISI 1020 y use el comando Línea de
partición para partir las caras cilíndricas de los apoyos.
2 Crear estudio
La cara superior del apoyo inferior es fija. La cara inferior del apoyo superior
soporta una carga de 5000N hacia abajo.
3 Resultados.
Encuentre el FS y el máximo desplazamiento.
4 Optimizar forma
Cree un estudio de diseño para variar las cotas de 4.5mm y el espesor de nervio
central de 3mm para obtener un FS = 5 (O equivalentemente un Esfuerzo de
Von Mises = Límite elástico / FS), considerando como objetivo reducir el peso.
Ejercicio 3

1 Abrir archivo
Abra el archivo Plataforma.SLDPRT. Cree un estudio estático.
2 Crear estudio
Cree un estudio estático (Sugerencia: emplee un cuarto de la pieza y use la
simetría), las caras inferiores no pueden moverse en la dirección vertical. La
fuerza es de 40kN. El espesor de todas las placas es de 5mm (Grueso).
3 Resultados
Encuentre lo siguiente:
 El FS y la deformación máxima.
 ¿Cuáles son las vigas más afectadas?
 Haga los cambios necesarios al modelo para que pueda resistir una carga de
100kN con un FS = 3.

Ejercicio 4
1 Abrir archivo
Abra el ensamble Soporte articulado.sldasm. Aplique el material acero aleado
a todos los componentes.
2 Estudios de simulación
Cree un estudio de simulación considerando que los agujeros de Base son fijos
y que entre las piezas Base y Brazo hay un conector tipo pasador. La carga es
de 100N.
También hay un pasador entre las piezas Bandeja y Brazo

3 Resultados
Encuentre el FS y máxima deformación.
4 Otras posiciones
Encuentre los resultados del paso 3 para estas posiciones. Puede usar las
configuraciones ya existentes.

SolidWorks Flow Simulation
1 Introducción SolidWorks Flow Simulation está basado en técnicas de dinámica computacional
de fluidos (CFD) y análisis térmico, totalmente integradas en SolidWorks que
permiten resolver lo siguiente:
 Análisis de transferencia térmica de radiación entre superficies a alta
temperatura. Posibilidad de calcular también la radiación solar.
 Análisis de flujo de líquidos y gases en el interior de válvulas, reguladores y
conductos.
 Análisis de estructuras giratorias de referencia para la comprensión de los
flujos giratorios complejos de determinada maquinaria (ej. bombas y
propulsores).
 Análisis de flujo momentáneo para simulación de flujo no constante a lo largo
del tiempo.
 Análisis de transferencia térmica por conducción y convección.
Otras funciones de simulación de flujos:
 Análisis de flujo externo de líquidos y gases alrededor de cuerpos sólidos (por
ejemplo, el flujo de aire que rodea el ala de un avión o el flujo de agua que
rodea a un submarino).
 Análisis de flujo turbulento para ilustrar turbulencias de dominios de flujo (por
ejemplo, de los gases del inyector del motor de una aeronave).
 Simulación real de gases que permita solucionar con precisión las aplicaciones
con gases a alta presión o a baja temperatura.
 Completo análisis de flujo para flujos de gases en áreas de velocidad subsónica,
transónica y supersónica.
 Cálculo de descensos de presión en tuberías mediante valores de rugosidad de
superficies.
 Optimización de diseños mediante parámetros dimensionales y de flujo
basados en CFD.
 Análisis de flujo de fluidos no newtonianos (sangre, dentífrico o plásticos
derretidos).
 Análisis de flujos en pared móvil para el estudio de flujos relativos a una
estructura móvil de referencia.
 Análisis de cavitación para la identificación, en un modelo, de las áreas en las

que se producirá cavitación.
 Análisis de humedad orientado al cálculo de la humedad relativa en entornos
cerrados para aplicaciones de control climático.
Dominio computacional
Flow Simulation analiza la geometría del modelo y genera automáticamente un
dominio computacional en la forma de un prisma rectangular que incluye el
modelo. Los planos del dominio computacional son ortogonales a los ejes de
coordenadas globales del sistema. Usted puede cambiar el tamaño manualmente
o redefinir el dominio computacional utilizando varias opciones:
 Cambiar las dimensiones del dominio computacional.
 Especificando planos de simetría.
 Especificando condiciones de contorno periódicas.
 Cambiando a un análisis en 2D.
Flow Simulation proporciona resultados precisos independientemente de la
complejidad del modelo. Para flujos internos el requisito de modelado es que todas
las aberturas del modelo debe ser cerrados con tapas. Esto es necesario porque
las condiciones de contorno de flujo de simulación en las entradas y salidas deben
ser definidas en superficies en contacto con el fluido. Las tapas ofrecen estas
superficies de contacto con el fluido en las entradas y salidas. Puede crear tapas
como operaciones Extruir en una parte o como componentes separados en un
ensamble. Para los flujos externos, las condiciones de frontera lejana se
especifican en los límites del dominio computacional. Puede reducir el tiempo de
CPU para el cálculo del campo de flujo mediante el Component Control (una
herramienta del programa) para simplificar el modelo.
Condiciones iniciales y de contorno
Antes de iniciar el cálculo, debe especificar las condiciones de contorno y
condiciones iniciales para el campo de flujo. Para los flujos externos, las
condiciones de contorno de campo distante se especifican en el dominio
computacional. Para los flujos internos, las condiciones de contorno se especifican
en el modelo, las entradas y salidas (ver condiciones de frontera).
Las condiciones de Frontera transferidas permiten usar los resultados de cáculos
previos (que pueden haber sido realizadas en otro proyecto) como condiciones de
frontera. Este tipo de condición de frontera puede ser especificado en las fronteras
de un dominio computacional para flujos internos o externos. Esto puede servir

para no tener que construir tapas en caso de fluidos internos.
En cuanto a las condiciones iniciales, usted puede especificar manualmente en el
Wizard, en la configuración general, especificar de forma local con las condiciones
iniciales el cuadro de diálogo, o tomar los valores para ellos de un cálculo anterior.
Mallado
Luego de la creación automática de dominio y algunos ajustes manuales, Flow
Simulation genera automáticamente una malla computacional.
Como alternativa, puede especificar los parámetros que rigen la malla
computacional inicial La malla se denomina inicial, ya que puede ser
posteriormente refinada en el cálculo.
La malla se crea mediante la división del dominio computacional en rodajas, que se
subdividen en celdas rectangulares. A continuación, las células de malla son
refinados como sea necesario para resolver adecuadamente la geometría del
modelo.
Resolver
Flow Simulation discretiza las ecuaciones de Navier-Stokes dependientes del
tiempo y los resuelve en la malla computacional. Bajo ciertas condiciones, para
resolver la solución, Flow Simulation automáticamente refinará la malla
computacional en el cálculo de flujo.
Debido a que Flow Simulation resuelve los problemas de estado estacionario
mediante la solución de ecuaciones dependientes del tiempo, Flow Simulation
tiene que decidir cuándo una solución de estado estacionario se obtiene (es decir,
la solución converge), por lo que el cálculo se puede detener. Flow Simulation
ofrece alternativas diferentes de terminar el cálculo. Para obtener resultados que
son altamente confiables desde el punto de vista de ingeniería, puede especificar
algunos de los Objetivos de ingeniería, tales como presión, temperatura, fuerza,
etc, en puntos específicos, y / o en superficies seleccionadas, y / o en los
volúmenes seleccionados, y / o en el dominio computacional. Usted puede
monitorear sus cambios en el cálculo y pedirle a Flow Simulation su uso como una
condición de terminar el cálculo.
Junto con los objetivos también puede utilizar otras condiciones de acabado.
Durante el cálculo se puede ver los resultados preliminares en los planos
seleccionados. También puede detener el cálculo en cualquier momento, y
continuar el cálculo posteriormente.

Activar SolidWorks Flow Simulation
Vaya al menú Herramientas / Complementos, active el complemento.
2 Análisis de
flujo interno
1 Abrir archivo
Abra el archivo Valvula.sldasm (Si desea variar el ángulo de la palanca varíe u
suprima la relación de posición Angulo1).
2 Crear un nuevo Proyecto

Vaya a la barra Flow Simulation y escoja Wizard.
Dé como nombre Proyecto1, presione Next.
3 Escoger un sistema de unidades
Escoja SI como el sistema de unidades. Clic en Next.
4 Tipo de análisis
Escoja el tipo Internal, seleccione Exclude cavities without flow conditions, no
selecione nada en Physical Features.

5 Tipo de fluido
Abra Liquids, seleccione Water y de clic en el botón Add. Clic en Next.
6 Condiciones de pared
Deje la opción para condición térmica por defecto de pared en Adiabatic Wall y
Roughness en 0.

7 Condiciones iniciales
Clic en Next para aceptar las condiciones iniciales por defecto.
8 Resultados y resolución de geometría
Acepte el tamaño de malla por defecto (a mayor número la malla será más fina)

9 Ocultar el dominio computacional
De clic derecho a Computational Domain y elija Hide.
10 Condiciones de Frontera
Es necesario especificar una o más condiciones de frontera, las cuales pueden
ser condiciones de Presión, Flujo de masa, Flujo volumétrico o Velocidad.
De clic derecho a Boundary Conditions y elija Insert Boundary Condition…
De clic derecho a la tapa frontal Tapa1 y del menú elija la cara interna de la
tapa, que está en contacto con el fluido.

En tipo escoja Flow Openings, elija Inlet Mass Flow y escriba un flujo de masa
de 0.5kg/s. Acepte.
11 Agregue otra condición de frontera
Agregue otra condición de frontera seleccionando la cara interior de Tapa2,
dando clic derecho y seleccionando Seleccionar otra

En Type seleccione Pressure Openings, seleccione Static Pressure, acepte el
valor por defecto (Presión atmosferica).
12 Añadir Objetivos de Ingeniería
Se añaden Objetivos de Ingeniería para que el programa se enfoque en obtener
soluciones precisas de estos resultados, al momento de resolver las
ecuaciones hasta que las soluciones converjan.
De clic derecho a Goals y seleccione Insert Surface Goals…
En la parte superior Active la pestaña Flow Simulation analysis tree y
seleccione Inlet Mass Flow 1. En Parameter active Av para Static Pressure.

13 Obtener una solución
Clic en el botón Run de la barra Flow Simulation
Clic en Run. Al terminar cierre la ventana del Solver.
14 Ajustar la transparencia del modelo
Clic en Flow Simulation, Results, Display, Transparency. Establezca el valor en
0.75 aproximadamente.

15 Insertar una gráfica de corte
De clic derecho a Cut Plots, Insert…
Seleccione el plano de Planta, OK.
16 Cambiar el valor a mostrar
Puede cambiar el valor desplegando la lista bajo la gráfica y dando clic en OK.

17 Cambiar las opciones de gráfica
De clic derecho a Cut Plot 1, seleccione Edit Definition…
Agregue Vectors, pude modificar la densidad de vectores con el slider.
18 Añadir gráficas de superficies.
De clic derecho en la sobre Cut Plot 1 y elija Hide. De clic derecho en Surface
Plots y elija Insert…
Active Use all faces, acepte. Si es necesario cambie el tipo de gráfica a
Pressure.

19 Añadir gráficas Isosurface
Una gráfica Isosurface muestra las superficies donde cierta variable toma
cierto valor ajustable. De clic derecho a Isosurfaces, clic en Show. Oculte la
gráfica Surface Plot 1 y de clic derecho en Results, escoja View Settings…
Arrastre el slider, de clic en la regla para agregar otro parámetro (Arrastre un
slider hacia el extremo izquierdo o derecho para eliminarlo). Clic en OK.
Se muestra la gráfica. De esta manera se puede observar donde el fluido toma
cierto valor en presión, velocidad, temperatura u otro parámetro.

De clic derecho a Isosurfaces / Hide.
20 Añadir Trayectorias de fluido
De clic derecho a Flow Trajectories / Insert…
Abra la pestaña Flow Simulation analysis tree, seleccione Inlet Mass Flow1,
escriba 50 en Number of trajectories. Escoja Lines en Draw Trajectories as.
21 Animar las trayectorias
De clic derecho a Flow trajectories 1 / Edit definition… Cambie Draw

Trajectories as Arrows (Flat) y Cross size a 0.001m.
De clic derecho a Flow trajectories 1 / Animate…
De clic al botón Play.
22 Guardar la animación
De clic al botón Record y luego en Browse. La animación se guarda como
Animation 1.avi. Clic en OK. Oculte Flow Trajectories 1.
23 Añadir una gráfica XY
Clic derecho en XY Plots / Insert… Seleccione Croquis1 y active Pressure y
Velocity en Parameters. Clic en OK.
Aparecen las gráficas de Velocidad, Presión y los datos numéricos en Excel. Los
datos se grafican siguiendo la trayectoria del croquis.

24 Parámetros de superficie.
Se usan Parámetros de superficie para determinar el valor de parámetros
como presión o temperatura en ciertas partes del modelo en contacto con el
fluido. De clic derecho a Surface Parameters / Insert…
Seleccione Inlet Mass Flow 1 en Selection y en Parameters elija All. Clic en
Evaluate.
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
0 0.1 0.2 0.3
Velocity(m/s)
Length (m)
Valvula.sldasm [Proyecto1]
Croquis1@Line1@L
ine2@Line3_1
100500
101500
102500
103500
0 0.1 0.2 0.3
Pressure(Pa)
Length (m)
Valvula.sldasm [Proyecto1]
Croquis1@Line1@L
ine2@Line3_1

De aquí se puede obtener la caída de presión en la válvula
103.5 – 101.3 kPa = 2.2kPa
Así como la velocidad de entrada 0.16 m/s. También puede exportar la tabla con
el botón Excel.
3 Evaluar el
impacto de
las variantes
de diseño
25 Agregar una variante de diseño en el modelo
Se va a modificar la geometría de una de las piezas para observar su influencia
en el flujo de agua. Para ello se va a agregar un nuevo proyecto y se agregará
una configuración a la pieza. Vaya a la pestaña Configuration Manager, de clic
derecho a Valvula Configuraciones y escoja Agregar configuración…

En nombre de configuración escriba Proyecto2. Acepte.
26 Agregar una configuración de pieza
Abra la pieza Palanca.sldprt. Vaya a la pestaña Configuration Manager y
agregue una configuración Redondeo.
27 Agregar un redondeo
Agregue un redondeo de 2mm en la cara seleccionada.
28 Activar la configuración de pieza en el ensamble

Salve la pieza, regrese al ensamble. De clic derecho a la pieza Palanca y
seleccione Propiedades de componente.
Active la configuración Redondeo 2mm y acepte.
29 Clonar un proyecto
Active el Proyecto1 dando doble clic en su nombre dentro del Configuration
Manager. De Sí a los mensajes que aparecen.
Vaya a la pestaña Flow Simulation analysis tree y de clic derecho al Proyecto1,
elija Clone Project…

Seleccione Add to existing y en Existing configuration seleccione el Proyecto2.
OK.
30 Resolver el proyecto
En la barra Flow Simulation de clic en Run.
31 Evaluar la nueva caída de presión
Use Surface parameters para hallar la nueva presión de entrada. La caída de
presión será:
102.6 – 101.3 kPa = 1.3kPa (menor que la anterior)
32 Analizar una variante de diseño en Flow Simulation
Active el Proyecto1. Clone el Proyecto1 dando como nombre Proyecto3
33 Modificar el caudal de entrada
De clic derecho a Inlet Mass Flow 1 / Edit Definition…
Cambie el caudal de 0.5 a 0.75kg/s
34 Resolver el proyecto
En la barra Flow Simulation de clic en Run.
35 Evaluar la nueva caída de presión

Use Surface parameters para hallar la nueva presión de entrada. La caída de
presión será:
104.2 – 101.3 kPa = 2.9kPa (mayor que la anterior)
36 Salve su trabajo
4 Análisis de
un intercam_
biador de
calor
1 Introducción
En este ejemplo se analizará un intercambiador de calor. Se analizará las
temperaturas y los patrones de fluido. Un tema importante es el cálculo de la
efectividad del intercambiador, la cual se puede definir como:
(1)
Para calcular la máxima transferencia de calor se debe encontrar cual es el
fluido que presenta menor valor de:
̇ (2)
Donde ̇ es el flujo de masa y es el calor específico del fluido. El fluido con el
menor valor de C es considerado el fluido mínimo. En general una manera de
expresar la efectividad es:
(3)
2 Abrir archivo
Abra el archivo Intercambiador.sldasm. Se creará un proyecto que tenga las
características de presión y temperatura de la figura. Se desea conocer las
temperaturas de las salidas.

3 Crear un proyecto
De clic en el botón Wizard de la barra Flow Simulation. Escriba como nombre
Proyecto1 y unidades SI.
4 Tipo de análisis
El tipo de análisis es Internal, active Heat conduction in solids. De esta manera
se está habilitando la conducción de calor en sólidos, lo cual servirá para que
exista transferencia de calor entre los fluidos a través de las paredes de los
tubos. Clic en Next.
5 Añadir los fluidos
Expanda Liquids y añada Water, expanda también Gases y añada Air.
Asegúrese que Water esté marcado como el fluido por defecto. Clic en Next.
Agua fría
T = 293.2K
0.02Kg/s
Agua tibia
p = 2 atm
Aire tibio
p = 1 atm
Aire caliente
v = 10m/s
T = 600K

6 Añadir el sólido por defecto
Abra Alloys y seleccione Steel Stainless 321. Si desea agregar un material
proveniente de las piezas del ensamble puede abrir Solids in the model y
seleccionarlo.
7 Añadir condiciones de pared
En Default outer Wall termal condition seleccione Heat transfer coefficient y en
Heat transfer coefficient escriba 5 W/m^2/K. De esta manera se permite la
transferencia de calor entre las paredes del intercambiador y el aire exterior.

8 Condiciones iniciales
En Pressure escriba 2 atm. Clic en Next
9 Tamaño de malla
Acepte los valores por defecto y de clic en Finish.
5 Usar
simetría
como
condición de
frontera
10 Agregar una condición de simetría
Debido a que el ensamble es simétrico se puede ahorrar tiempo en el cálculo si
se usa la simetría como condición de frontera. Clic derecho sobre
Computational Domain / Edit Definition…
En Xmax escriba 0, vaya a la pestaña Boundary Condition y en Xmax escoja
Symmetry. Clic en Aceptar. Oculte el Dominio Computacional.

11 Especificando un subdominio de fluido
El fluido por defecto (Agua) se aplica a todo el dominio computacional, para
especificar un fluido diferente en ciertas partes del dominio se debe especificar
un subdominio.
Clic derecho en Fluid Subdomains / Insert Fluid Subdomain…
Seleccione la cara interna de la Tapa1, en Fluid type seleccione Gases / Real
Gases / Steam y active Air(Gases).
Ahora para las condiciones iniciales escriba -10 en Vz, 1atm en P y 600K en T.
Acepte.
12 Cambiar de nombre al subdominio
De dos clics sobre Fluid Subdomain 1 y escriba Aire caliente como nombre.

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