Aplicaciones de SolidWorks e Ingeniería Inversa en Aeronáutica

Ι © Dassault Systèmes Ι Confidential Information Ι

1


Aplicaciones de SolidWorks e Ingeniería Inversa en Aeronáutica
“Integración del modelo físico al análisis númerico”.

Andrés Mauricio Quiceno
andres.quiceno@ategroup.biz
Octubre del 2012

2

Agenda
 ¿Quienes somos?
 ¿Quién usa estas tecnologías?

 Modelado avanzado de piezas
 Herramientas de render integrada

 Gráficos RealView
 Capacitación
 Certificación

 Ingeniería Inversa en Aeronáutica

 Validación de diseños usando SolidWorks
 Flow Simulation
 Uso de compuestos en Aeronaves
 Análisis de compuestos con SolidWorks Simulation (Cosmos)
3


¿ Quienes somos ?

4


5
¿ Quién usa nuestra tecnología?


6
¿ Quién usa nuestra tecnología?

Modelado avanzado de superficies

Caso de estudio Avión GC
7

Gráficos Real View - Caso de estudio Avión GC

Si cuenta con una tarjeta de video profesional, puede tener activa la
opción de graficos real view en DS SolidWorks.
8


9
Photoview 360 - Caso de estudio Avión GC

PhotoView 360

 Imágenes foto realistas para cualquier tipo de diseño
 No se requiere habilidades ni entrenamiento especializado
 Perfeccionamiento continuo de la imagen

 Apoyo multi-núcleo, para acelerar su velocidad de procesamiento.
 Tecnología HDRI
(High dynamic range Image)
 Imágenes de alto rango dinámico
(HDR)

10

Capacitación
Técnicas Avanzadas de modelado de superficies

Modelos avanzados
 Técnicas de pieza maestra

Modelado Hibrido Modelos avanzados
11

Capacitación y certificación
 CSWP-Superficies
El examen de Certified SolidWorks Professional de especialista en superficies se utiliza para
evaluar la habilidad para usar estas herramientas en la creación de superficies complejas.

12

 Ingeniería Inversa en Aeronáutica
Uso de la malla poligonal generada por el escaner Generación del modelo parametrico
3D Scanner
• Limpieza y edición • Extracción de formas libres
• Analisis de formas NURBS
• Alineación de datos escaneados •Construcción del modelo 3D
• Reconocimiento inteligente de regiones • Reconocimiento inteligente de
operaciones
•Analisís de desviación
Applications

Aeroplano
• Diseño y modificación
• Analisís de ingeniería y validación
• Reparación y manufactura de componentes
• Visualización, y animaciones
• Prototipado Rápido

13

El Proceso De Ingeniería Inversa
El proceso de Ingeniería Inversa sigue los siguientes pasos en
forma general (Sherry, 2005):

14

1. Captura de datos:

1.1. Calibración del escáner

1.2. Configuración del laser

15


Captura del modelo de posición usando el
MAXSHOT

1.3. Ubicación de los targets
16


1.4. Captura del modelo de posición usando el MAXSHOT

1.4.1 Captura de fotografías - Fotometría Captura en tiempo real del modelo de
posición usando el Software VXElements

17

1.5. Captura de datos usando el HANDYSCAN

El software del HandyScan,
VXelements realiza la reconstrucción
de la superficie en malla poligonal en
tiempo real, permitiendo observar
donde se realiza el escaneado y su
resultado de forma inmediata.

18


AIRPLANE

19

Escaneo del piso del Helicóptero HUEY

Visita Técnica Melgar, 23 de enero 2012

20


Objetivo: Escanear el piso de zona de carga del helicóptero Huey
para generar los planos del blindaje.

21

Preparación del piso para escaneo

1- Limpieza.
2- Cubrir superficies brillantes y oscuras, usando revelador de Soldadura.
3- Ubicación de los Targets de posición. Autoadhesivos reflectivos ubicados en la base del
helicóptero.

22

Piso preparado para escaneo

23

Captura de datos

Importante: En este escaneo, y en el del Black Hack, el modelo se posición se obtuvo usando
el HandyScan. En el escaneo del Avión Hercules se empleo el MaxShot en la captura de datos,
notándose una importante disminución de tiempo.

24


Segmentación de datos

Preprocesamiento – Postprocesamiento
Usando el software RapidForm XOR

25

Modelo CAD 3D

Plano del piso, obtenido en
SolidWorks
26

Ecuaciones que goviernan el movimiento de un fluido

 Flow Simulation resuelve las ecuaciones de Navier-Stokes
Equations

 Leyes de la termodinámica
 Conservación de la masa (Continuidad)
 Segunda ley de Newton (Ecuación del momento)
 La primera ley de la termodinamica (Conservación de la energía)

27


28
SolidWorks Simulation Flow en Aeronáutica

Flujo de aire alrededor de un aeroplano con inclinación
10deg (flujo: 800 km/h)

FLUJO: 800 km/h

29


Malla básica

30


31


32


33


Flujo de aire: Phanton F4

34


Flujo de aire: Phanton F4

35

Flujo de aire alrededor de un aeroplano con incnlinacion

FLUJO: 800 km/h

36

Flujo de aire alrededor de un aeroplano con incnlinacion

37

SolidWorks Simulation - Bundle
SolidWorks Simulation
SolidWorks Simulation Professional Premium

Linear Static* Frequency Buckling Thermal Optimization Nonlinear Time History Harmonic

Event-based Pressure Random Response
Motion* Fatigue Drop Test Composites
Motion Vessel Vibration Spectra

38

Uso de compuestos hoy

 25% of the A380's airframe by weight
 Carbon-fiber reinforced plastic (CFRP)
 glass-fiber reinforced plastic (GFRP)
 quartz-fiber reinforced plastic (QFRP)
 GLARE (GLAss-REinforced fiber metal laminate)

39


Uso de Compuestos Hoy

40


Uso de Compuestos Hoy

41

Tipos de Compuestos

 Compuestos Incluyen :
 Fibras : Compuesto de fibras, en una matriz
 Laminar : Capas de Material

 Partículas : Compuestos por partículas o copos, en una matriz
 Hibrido : Combinación de cualquiera de las de arriba

42

Especificaciones de Funcionalidades
 Formulaciones de Compuestos soportadas en SolidWorks:
 3-Capas Sandwich
 Multi-capa, simetrico o asimetrico (50 layers max.) (laminates)
 Tipos de Estudio:

 Estático
 Frecuencia
 Pandeo
 Tipos de Material :
 Cada capa puede ser isótropa u ortotropa
 Output soportado:
 Tsai-Hill, Tsai-Wu, Max Principal Stress FOS plots
 Interlaminar Shear Stress
 General Stress and Displacement output per shells
43


Caso a estudiar

44

Sandwich

Core Skins

• Foam • Sheet metal
• Balsa wood • Glass
• Composite • FRC
honeycomb • …
• …

45


46
Caso a estudiar: Panel Compuesto

Caso a estudiar: Analisis completo del compuesto

Placa Superior: Aluminium 2024 T3, e=0.040”: 146 MPa

FM300: -1 a 0.3 MPa

HoneyComb: 1.7MPa

FM300: -2.9 a 0.7 MPa

Placa Inferior: Aluminium 2024 T3, e=0.025”: 61 MPa
47


1

4
2

5

48
Caso a estudiar: Análisis de Frecuencias
3

6

Caso a estudiar: Análisis de Pandeo
1 2

3 4

Primeros 4 modos de pandeo del Panel
Compuesto

49

Predicción de Falla
Modos de Falla
Rotura de Fibra -- tension in fiber direction
Pandeo de Fibra -- compression in fiber direction
Fractura de la Matriz -- tension in transverse

direction
Falla por compresion en la Matriz -- compression
in transverse direction
Otros modos de falla:
• Despegado de las fibras -- fiber-matrix bond fails
• Delaminacion -- separation between layers in
laminate

50

Teorías para predicción de fallas en compuestos laminados

 Single Mode Failure Criteria
 Maximum stress criterion. Use it for FPF (first ply
failure)

Interactive Failure Criteria
• Tsai Hill

• Tsai Wu (for cases where tension/compression strengths are different)

51


52
Precisión de SolidWorks en Compuestos

Ejemplo de aplicacion

Objetivos
• Minimize deflexion (Max<5 mm)
• Minimize weight (<800 g) Force= 1000N
• Geometry/global shape can’t be
changed !!
• Free to increase thickness

53

SolidWorks Simulation Premium

Current design :
• Material used is isotropic
• Thickness is 3 mm
• deflexion Max is 9 mm
• weight is 1837 g

54


New design :
• composite
• Sandwich definition with a foam core

• Same previous material for skins
• Total Thickness is 6 mm
• deflexion Max is 5 mm
• weight is 750 g (60g for glue)

Benefits :

55


57

Tensiones de Corte Interlaminares

Si conocemos la resistencia al corte del pegamento usado, podemos comparar las
tensiones de corte interlaminares en el plano de corte (XZ) con la resistencia del
pegamento.
También podemos seleccionar el MAXIMO para todas las capas.
En resumen, para evaluar la resistencia del pegamento solo hace falta las tensiones de

corte interlaminares.

58

Skywalker Vertical Take Off and Landing (VTOL) Aircraft, Mirror Image Aerospace

 Compañia:
 Estan trabajando en el desarrollo y manufactura de un
sistema de despegue y aterrizaje vertical (VTOL).
 Desafio:
 Necesidad de un sistema CAD para diseñar superficies
complejas para el fuselaje, soportes y las alas.

 “Las herramienas de superficies nos ayudaron a
desarrollar el fuselaje repidamente, con las
herramientas de photoview 360 se crearon renders quer
permitieron realizar una mejor evaluación de las
superficies, usando las opciones de color y reflección
para encontrar defectos. Con Photoview hemos
presentado el Skywalker en nuestro sitio web a nuestros
inversionistas y usuarios finales.”

"We chose SolidWorks CAD software for its ability to design complex surfaces for the fuselage,
support legs, and wings. We also enjoyed the software's stability, the breadth of the Solution Partner
Program, and the number of local companies and universities that use SolidWorks."
- Kent Crookston, CEO

59

Skywalker Vertical Take Off and Landing (VTOL) Aircraft, Mirror Image Aerospace

60


Prototype Lite Aircraft

61


Taylor Deal Aviation, LLC., Custom Kitchen for
airplanes

62

Cada vez mas cerca….

Bogotá D.C | Carrera 11A No. 93A-62 Oficina 303 Parque de la 93
Teléfono/Fax: (+57-1) 742 6638
Envigado (Antioquia) | Calle 35 Sur No. 43A-31 Oficina 201
Teléfono/Fax: (+57-4) 332 1032
info@ategroup.biz
www.ategroup.biz
www.solidworks.com
www.creaform3d.com
www.zcorp.com
www.rapidform.com
63

Aplicaciones de SolidWorks e Ingeniería Inversa en Aeronáutica

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (18)

Andere mochten auch

Andere mochten auch (20)

Ähnlich wie Aplicaciones de SolidWorks e Ingeniería Inversa en Aeronáutica

Ähnlich wie Aplicaciones de SolidWorks e Ingeniería Inversa en Aeronáutica (20)

Mehr von Diseño e Ingeniería

Mehr von Diseño e Ingeniería (20)

Kürzlich hochgeladen

Kürzlich hochgeladen (20)

Aplicaciones de SolidWorks e Ingeniería Inversa en Aeronáutica