¿Cómo reducir costos y optimizar productos con simulación estructural?

La simulación estructural se ha convertido en una herramienta estratégica para ingenieros, diseñadores y empresas que buscan optimizar sus productos, reducir costos y minimizar errores en etapas tempranas de desarrollo. El pasado miércoles 30 de abril, en el webinar “¿Cómo reducir costos y optimizar productos con simulación estructural?”, se abordaron conceptos clave y casos prácticos aplicados a la industria peruana. A continuación, un resumen técnico de los temas tratados.

Introducción a la simulación estructural con Ansys Mechanical

Se explicó cómo Ansys Mechanical, una de las soluciones líderes en el mercado de análisis por elementos finitos (FEA), permite evaluar el comportamiento de estructuras sometidas a distintas cargas. Se destacaron las capacidades del software para modelar geometrías complejas, definir condiciones de contorno realistas y obtener resultados precisos para la toma de decisiones.

Análisis de tensiones y deformaciones: conceptos básicos y aplicaciones

Se revisaron los fundamentos de los análisis estáticos lineales, orientados a calcular tensiones, deformaciones y desplazamientos en componentes bajo cargas constantes. Estos estudios son esenciales para verificar si un diseño cumple con criterios de resistencia, rigidez y vida útil.

Aplicaciones típicas abordadas:
• Diseño de estructuras metálicas.
• Componentes mecánicos sometidos a cargas estáticas.
• Verificación de piezas sometidas a presión (por ejemplo, recipientes o tuberías).

Análisis dinámicos: conceptos básicos y aplicaciones

En esta sección se introdujeron las metodologías para evaluar vibraciones, cargas transitorias e impactos. Se discutió la importancia de realizar análisis modal, armónico y transitorio para predecir el comportamiento dinámico de equipos y estructuras expuestas a cargas variables o excitaciones externas.

Análisis de cuerpo rígido

Se presentaron los fundamentos para modelar mecanismos y ensamblajes donde las deformaciones son despreciables, permitiendo un análisis cinemático y dinámico más eficiente. Esto es útil en simulaciones de movimientos relativos, ensamblajes de maquinaria y sistemas multicomponente.

Dinámica explícita

Se profundizó en el uso de dinámica explícita para simular fenómenos altamente no lineales como impactos, caídas, colisiones y procesos de manufactura (por ejemplo, conformado de metales). Se destacó su aplicabilidad en estudios donde las deformaciones grandes y los contactos complejos son predominantes.

Optimización topológica

Una de las secciones más innovadoras fue la optimización topológica, una metodología que permite eliminar material innecesario de un componente para minimizar peso sin comprometer su resistencia. Se mostró cómo Ansys permite integrar estos algoritmos para generar diseños más ligeros y eficientes, contribuyendo a la sostenibilidad y ahorro de costos.

Casos de éxito en la industria peruana: minería y manufactura

Se compartieron ejemplos concretos de aplicación en sectores estratégicos:
• Minería: optimización de componentes de maquinaria pesada, reducción de fallas en estructuras sometidas a vibraciones y análisis de recipientes a presión.
• Manufactura: rediseño de piezas para reducir peso y costo de materiales, validación de moldes y matrices, y simulación de procesos de conformado.

Caso de aplicación: optimización de un componente mecánico

El webinar culminó con un caso práctico donde se aplicaron las herramientas vistas para optimizar un componente mecánico real. Se mostró el flujo de trabajo desde la definición de las cargas, análisis de tensiones, optimización topológica y validación del rediseño, evidenciando el ahorro potencial en material, peso y costo de fabricación.

Conclusión

La simulación estructural con herramientas como Ansys Mechanical permite a las empresas peruanas acortar los ciclos de desarrollo, minimizar prototipos físicos, reducir fallas y optimizar el uso de materiales. Estos beneficios se traducen en productos más competitivos y procesos más eficientes.

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