Simulación de colisiones y otras dinámicas no lineales con Ansys
La reciente adquisición de Livermore Software Technology Corporation (LSTC) por parte de Ansys reportará muchas ventajas a los ingenieros. Estas ventajas se centrarán en la integración de tecnologías de simulación lineal y no lineal.
Por ejemplo, los ingenieros pueden utilizar Ansys Mechanical para estudiar deformaciones lineales que se producen en grandes pasos de tiempo. LS-DYNA, por su parte, puede manejar deformaciones no lineales que se producen en milisegundos. La combinación de estos estudios tiene diversas aplicaciones en los sectores de automoción, aeroespacial, fabricación, electrónica y defensa.
La demanda de utilizar ambas tecnologías de forma complementaria dio lugar a una asociación, que duró décadas, y que vio la incorporación de Ansys LS-DYNA a la plataforma Ansys Workbench. Con la adquisición, los usuarios de simulación deberían esperar ver ampliada esta integración.
Por ejemplo, los usuarios de LS-DYNA tendrán un mayor acceso y compatibilidad con la cartera de Ansys de tecnología de simulación de ingeniería omnipresente. También tendrán acceso ininterrumpido a:
- LS-OPT – para la optimización del diseño y el análisis de probabilidades
- LS-PrePost – para pre y post-procesamiento
- LS-TaSC – para la optimización de topologías y formas
- LSTC Models – para maniquíes de pruebas de choque, barreras y neumáticos
Por su parte, los usuarios de Ansys se beneficiarán de las nuevas funciones de dinámica no lineal, integración temporal explícita y multifísica. Serán
¿Qué es la dinámica no lineal?
Cuando los ingenieros estudian la dinámica lineal, las fuerzas mecánicas suelen venir determinadas por la deformación de un objeto. En este caso, la ley de Hooke establece que la fuerza es igual a la deformación multiplicada por una constante que depende del material.
La ley de Hooke no sólo sirve para modelar muelles, sino que es el prototipo de todos los modelos de simulación mecánica lineal.
Sin embargo, una suposición de la ley de Hooke -que todo vuelve a su forma original- significa que es incapaz de modelizar todas las situaciones estructurales. Por ejemplo, no puede modelizar las deformaciones plásticas, como sabe cualquiera que haya estirado demasiado un muelle.
La dinámica no lineal es el estudio de los sistemas que funcionan de una manera que no puede simplificarse en una ecuación lineal. Algunos ejemplos son el caucho (que experimenta una elasticidad no lineal) y las simulaciones de choques (en las que los daños persisten después de eliminar las fuerzas que actúan sobre el objeto).
La dinámica no lineal se calcula utilizando pasos de tiempo explícitos. Con el tiempo explícito, las fuerzas se determinan en cada paso temporal en función del estado anterior del sistema. Estas fuerzas se utilizan para determinar la siguiente iteración del sistema.
Cómo simular la dinámica no lineal
LS-DYNA está especializado en dinámicas no lineales, como simulaciones de impacto, estampado de metales, choques de motores a reacción, terremotos, explosiones y choques. Este tipo de simulaciones se emplean en el diseño de coches, aviones, naves espaciales, líneas de fabricación, electrónica y equipos de defensa.
Con LS-DYNA, los ingenieros de simulación pueden evaluar diversos problemas dinámicos no lineales, como el aterrizaje de la nave espacial Orión.
LS-DYNA también es capaz de estudiar simulaciones multifísicas, multiescala y multietapa con una amplia escalabilidad. Esto significa que los ingenieros pueden resolver problemas pequeños (utilizando los procesadores de un ordenador de sobremesa) o grandes problemas complejos (utilizando miles de procesadores en un clúster).
En cuanto a la capacidad de LS-DYNA para modelar diversas físicas, sus capacidades incluyen (pero no se limitan a):
- Dinámica de fluidos computacional (CFD)
- Flujo granular
- Electromagnetismo
- Interacciones fluido-estructura
- Ruido, vibración y dureza (NVH)
- Transferencia térmica
- Formación de grietas y fallos
- Materiales compuestos
LS-DYNA tiene muchas funciones, por lo que elegir los parámetros adecuados para configurar una simulación puede resultar complejo. Workbench automatiza este proceso para que los usuarios puedan beneficiarse de las sólidas capacidades de LS-DYNA sin tener que preocuparse de los detalles. Este
La ubicuidad de la simulación de colisiones puede ampliar otras tecnologías de modelado
La capacidad de LS-DYNA para simular colisiones de automóviles puede reducir el número de prototipos físicos necesarios durante el desarrollo. Como resultado, la mayoría de las organizaciones de automoción utilizan estas simulaciones para diseñar y optimizar componentes y vehículos de automoción.
La combinación de LS-DYNA con la cartera de Ansys abre nuevas aplicaciones dentro de la industria del automóvil.
Por ejemplo, Ansys ha demostrado un gran compromiso con el mercado de la automoción con tecnologías de vehículos autónomos, electrificación, aerodinámica, NVH, software integrado y otras.
La incorporación de simulaciones de colisiones en automoción a esta gama atraerá a los usuarios hacia tecnologías de simulación adyacentes, de modo que puedan optimizar completamente sus productos dentro de una única cartera de software.
