Cómo calibrar los modelos de materiales para tu simulación

Desde las industrias aeroespacial y de la automoción hasta las empresas de la construcción y otras, los ingenieros y diseñadores de productos de todo el mundo exploran constantemente nuevos materiales para mejorar el rendimiento de los productos, cumplir los objetivos de sostenibilidad y reducir los costes.

La simulación se utiliza a menudo para analizar el comportamiento de estos materiales, normalmente aleaciones, cauchos o polímeros. Basándose en los resultados de la simulación y en la respuesta del material, un analista elige un modelo de material apropiado para evaluar más a fondo los materiales, verificar el rendimiento del producto y evaluar la eficiencia.

Históricamente, el modelado de materiales nunca ha sido una tarea fácil. Es necesario determinar los coeficientes, o valores, de cada material en su modelo para replicar el comportamiento del material con la mayor precisión. Las propiedades y características de los materiales pueden incluir la dilatación térmica, la resistencia al impacto, la conductividad, la densidad y otras más, según el material y su uso previsto. Normalmente, el proceso implica la ayuda de una herramienta de ajuste, cálculos y una cantidad considerable de pruebas y errores para determinar el mejor conjunto de coeficientes de material para su material y modelo.

 

Hoy, con Ansys 2022 R2, los ingenieros, diseñadores y otros creadores que utilicen Ansys Mechanical pueden acceder ahora a una aplicación fácil de usar a través de la base de datos de gestión de datos de materiales de Ansys Granta MI Enterprise para generar rápidamente coeficientes de modelos de materiales listos para la simulación a partir de datos experimentales.

En su primera versión, la aplicación Ansys Material Calibration puede utilizarse para calibrar materiales similares al caucho o polímeros utilizando un modelo de material hiperelástico o un modelo de tres redes. La aplicación reduce significativamente la entrada manual, elimina las conjeturas y no requiere cálculos.

Seis pasos para el calibrado de materiales

Paso 1: Accede a Ansys Granta MI Enterprise y abre la aplicación Ansys Material Calibration

Granta MI Enterprise es una solución basada en la web, disponible por separado, para gestionar y compartir la información de los materiales en toda la empresa. Puede acceder fácilmente a Granta MI a través de la plataforma de integración de simulación Ansys Workbench e importar sus datos de pruebas experimentales de Mechanical directamente a Granta MI. One MI es la interfaz de usuario final de Granta MI, donde se encuentra la aplicación Ansys Material Calibration.

Paso 2: Selecciona los datos de prueba que deseas calibrar

Una vez que esté en la aplicación de Calibración de Materiales, seleccione los registros de materiales de los datos de prueba que desee calibrar.

Paso 3: Selecciona el modelo de material adecuado

Dependiendo de los datos experimentales que haya importado (Paso 1) y seleccionado para calibrar (Paso 2), verá una selección de modelos de materiales hiperelásticos o un modelo de Tres Redes. Sólo serán visibles los modelos relevantes para los datos seleccionados. Si un modelo no es aplicable, no aparecerá, lo que le ahorrará tiempo y contemplaciones innecesarias.

Paso 4: Calibrar

Una vez seleccionado el modelo adecuado, puede calibrarse. En este paso, el modelo puede utilizarse para generar coeficientes de material o, si se prefiere, los usuarios avanzados pueden introducir los coeficientes manualmente si se conocen los valores.

Paso 5: Compara los datos de la prueba experimental para el ajuste

En este punto, un algoritmo de ajuste de curvas del modelo Alhazmi-Malaiya Logistic (AML) optimizará la calibración y garantizará un buen ajuste entre sus datos experimentales y los resultados simulados. No es necesario recurrir al método de ensayo y error ni repetir las simulaciones. Además, una vez seleccionado el modelo adecuado, puede guardar los valores de los coeficientes de los materiales en la base de datos de Granta MI para utilizarlos en el futuro.

Paso 6: Utilizar los coeficientes del modelo de material generado para una simulación precisa

Los coeficientes que ha guardado en Granta MI durante el paso anterior pueden accederse a través de la sección de datos de ingeniería de Workbench y utilizarse en Mechanical para ejecutar su simulación. Llevar a cabo el proceso de calibración a través de la aplicación es una forma rápida de mejorar la precisión de la simulación al asignar nuevos materiales.

Materiales que se ajustan como un guante

La aplicación Calibración de Materiales puede utilizarse en muchos sectores diferentes. En la industria del automóvil, por ejemplo, los materiales hiperelásticos pueden utilizarse en la simulación de diversos componentes del automóvil.

A estas alturas ya tienes una comprensión básica de lo que puede ofrecer la aplicación de Calibración de Materiales y cómo implementarla en su flujo de trabajo. Básicamente, la aplicación alivia el proceso de ajuste del coeficiente de material para los usuarios de Mechanical con:

• + Mayor precisión gracias a los potentes algoritmos de AML
• + Una interfaz de usuario fácil de usar e intuitiva para calibrar los datos experimentales de los materiales para expertos y no expertos en materiales
• + Accesibilidad a través de Workbench, lo que facilita el intercambio de resultados entre equipos de simulación
• + Validación acelerada del rendimiento de los productos+ Accelerated product performance validation