Diseño asistido por ordenador.
La ingeniería asistida por ordenador, o en su acrónimo en lengua inglesa C.A.E. (Computer Aided Engineering), es una disciplina en constante evolución cuyo objeto es realizar los cálculos de ingeniería mediante el uso de sistemas informáticos. La evolución se entiende en dos aspectos relacionados, el hardware y el software.
La evolución del hardware es incesante, las máquinas a disposición de ingenieros y científicos para realizar sus cálculos son cada vez más potentes. Las arquitecturas de los microprocesadores han pasado por varias etapas ( 8 bits, 16bits, 32bits, 64bits, ...) duplicando a cada paso el ancho de banda del sistema mientras aumenta la velocidad de reloj y el número de instrucciones ejecutadas por ciclo de reloj.
En consonancia con la evolución de los microprocesadores, el software científico e ingenieril ha tenido que adaptarse para aprovechar el aumento de la velocidad de proceso, la mayor cantidad máxima de memoria RAM direccionable, la posibilidad de procesado en paralelo y la creciente capacidad de almacenamiento en unidades de disco. Los algoritmos de resolución de grandes sistemas de ecuaciones son ahora más rápidos y eficientes gracias a los avances en el hardware.
El método de los elementos finitos.
La resolución de un problema en la teoría clásica de los medios continuos supone plantear un sistema de ecuaciones diferenciales en un dominio, imponer unas condiciones de contorno y obtener la solución por cuadratura. Sin embargo, y salvo para casos muy sencillos con simetría en el dominio y en las condiciones de contorno, no se dispone de soluciones analíticas.
Una forma de soslayar el inconveniente anterior es obtener una solución numérica aproximada del problema por el método de los elementos finitos. Las variables de campo se aproximan por medio de una serie de funciones de pequeño soporte cuyo valor es distinto de cero sólo dentro de un subdominio definido dentro del dominio principal y que denominamos genéricamente elemento finito.
Dentro de todas las posibles funciones aproximadoras las más útiles desde el punto de vista práctico son las polinómicas. Lógicamente, cuanto mayor sea el grado del polinomio, mejor será la capacidad de las funciones para representar con fidelidad las variables de campo. Los coeficientes polinómicos se ponen en función de los valores de las variables de campo en los nudos pertenecientes al elemento finito. Por lo tanto nos bastará plantear el problema en función de un número finito de parámetros denominados grados de libertad nodales.
Como quiera que los nudos comunes de dos elementos vecinos tienen el mismo valor de las variables de campo, podemos proceder a montar una matriz de rigidez global.
Así pues la solución del problema pasa por resolver numéricamente un sistema lineal de NGDL ecuaciones algebraicas con NGDL incógnitas. Disponemos de algoritmos como el conocido de Gauss o bien otros más eficientes desde el punto de vista computacional.
El método de los elementos finitos nos permite obtener la solución aproximada de un problema de medios continuos con infinitos grados de libertad basándonos en .
Preproceso: Geometría y condiciones de contorno.
El paso inicial del método de los elementos finitos es la definición del dominio del medio continuo. Existen aplicaciones denominadas preprocesadores que nos permiten crear la geometría, subdividir el dominio y aplicar las condiciones de contorno.
Diseño paramétrico.
Originalmente no se conocen los resultados del cálculo que se va a realizar sobre el problema concreto. Por lo tanto es habitual tener que realizar modificaciones sobre el diseño original variando uno o más parámetros para lograr cumplir con las especificaciones.
Nuestro sistema de trabajo nos permite modificar en cada paso uno o más parámetros que definen la geometría del modelo original paso a paso
Documentación.
Los resultados de los cálculos se documentan con una explicación detallada de los datos originales, especificaciones, normativa seguida, resultados. De acuerdo con las necesidades de nuestros clientes se entrega documentación en soporte papel y/o ficheros informáticos (*.html, *.dwg, *.ipt, etc.) más adecuados para su envío por correo electrónio.