Simulación de ensayos de impacto por caída
El análisis de impacto, también conocido como "drop test", es una de las fases más importantes del diseño y desarrollo de un producto. Un software capaz de simular con precisión un ensayo de impato por caída ofrece a los fabricantes grandes ventajas en cuanto a costes y plazos de comercialización.
La simulación de drop test de Altair se utliza en la industria de diseño de dispositivos electrónicos, teléfonos móviles, electrodomésticos, gama blanca y envases, etre otros muchos. En comparación con los ensayos físicos de caída, la simulación automatizada ofrece precisión y repetibilidad, así como mejores datos para optimizar y aprender de cada iteración.
Ensayos físicos de caída frente a simulación
Gracias a simulación del diseño, se reducen las costosas modificaciones de utillaje en fases avanzadas del proceso
"Los ensayos de drop test de prototipos producen resultados poco fiables e imprecisos, porque los materiales de los que están hechos suelen diferir de los productos finales, y los ensayos de productos fianales pueden dar lugar a costosas modificaciones de las matrices", explica Hironari Ogata, del equipo de desarrollo simultáneo de la unidad de negocio IAQ de Panasonic Ecology Systems.
El equipo de Ogata elaboró un plan de varios pasos para analizar un producto en cada fase de su desarrollo. Empezaron realizando simulaciones de drop test de un solo componente, luego añadieron varios componentes, un producto ensamblado y, por último, al producto empaquetado. En cada paso, el equipo empleó Altair® Radioss® para calcular el impacto por caída.
Cómo realizar una simulación de ensayo de caída
La simulación de ensayos de caída y mal uso del producto garantiza que el producto sea robusto y duradero. Un ensayo de caída es una verificación mecánica en la que un componente se deja caer desde una altura definida sobre una superficie definida. Suele realizarse como parte del proceso de gestión de calidad de un producto para garantizar su seguridad y durabilidad.
Los ensayos de caída pueden realizarse de varias formas, pero una simulación de caída numérica realizada en un programa adecuado como Radioss — utilizando una formulación explícita del método de elementos finitos (MEF)— permite simular el impacto en la fase de desarrollo del producto. Los puntos débiles y los defectos de diseño pueden detectarse analizando las tensiones mecánicas del material.
Configuración de la simulación de caída
Los requisitos de un ensayo de caída virtual van más allá de la superficie del suelo y la altura. Cuando se trata de un modelo completo con pernos pretensados, componentes de varios materiales, embalaje de espuma y lámina de plástico pretensada, el solver FE de Altair y la tecnología de visualización son capaces de enfrentarse a la complejidad que plantean.
Las soluciones de simulación abiertas de Altair se integran perfectamente con los principales entornos de diseño y herramientas CAD.
Características del material de ensayos de caída
En la simulación de ensayos de impacto por caída, es necesario tener en cuenta las propiedades del material después de la fabricación, así como el endurecimiento dependiente de la velocidad de deformación. Para mejorar la precisión de los resultados de ensayo de caídas, se necesita una completa base de datos de materiales y un eficaz enfoque de modelado de materiales.
Los modelos de materiales de Altair® Multiscale Designer®pueden utilizarse en análisis implícitos y explícitos en Altair® OptiStruct®, Radioss y muchos solvers de FEA de terceros.
Éxitos de los clientes en la simulación de drop test
Simulación de ensayos de caída de embalajes
Durante el proceso de diseño embalajes, cada gramo cuenta. La empresa Alpla desarrolla y fabrica embalajes para bienes de consumo. El responsable de modelado y simulación de la empresa explica cómo Alpla utiliza la simulación para crear embalajes más ligeros y resistentes.
Transporte robusto
Aunque Haier es conocida por la calidad de sus productos, sus aparatos de aire acondicionado se estropeaban durante el transporte, lo que provocaba mayores costes y retrasos en la entrega final del producto. Los ingenieros de Haier recurrieron a Altair para crear una simulación virtual de impacto por caída, y de esta forma, obtener datos exhaustivos sobre las tensiones y deformaciones sufridas.
Optimización del embalaje
Mabe buscaba una solución de optimización de embalaje para su lavadora-secadora. El reto era crear un diseño optimo, teniendo en cuenta diversos escenarios de carga y embalajes. Todo ello antes de la fase de ensayos físicos, al principio de la fase de diseño.
Automatización de la simulación del embalaje
Amcor siempre está investigando para encontrar diseños de embalajes innovadores y ligeros que sean estéticamente agradables y fáciles de manejar para el consumidor sin comprometer la calidad, el rendimiento o la seguridad. La simulación desempeña un papel fundamental para garantizar que los paquetes ligeros de Amcor cumplan los requisitos de funcionalidad.
Simulación de Drop Test automatizada
LG Electronics utiliza las funciones de automatización y la experiencia en ingeniería de Altair para acelerar y estandarizar procesos rutinarios de simulación de ensayos de caída, mejorar la fiabilidad y la repetibilidad, y obtener datos de experiencia rápidamente. Consiguieron reducir el tiempo de simulación de ensayos de impacto por caída de una semana a solo unas horas.
Impacto y electricidad
Los productos eléctricos y sus fabricantes deben cumplir diversas normas en los ensayos de caídas para poder vender un producto en un mercado regulado. En algunos casos, los ensayos de drop test también son necesario para obtener etiquetas de calidad. La aprobación de un ensayo de caída puede requerir, por ejemplo, la eliminación del riesgo de descarga eléctrica en un producto a pesar de los daños que sufre tras la caída.
