Análisis y Diseño de Piezas de Máquinas con CATIA V5 / Método de los Elementos Finitos

Capítulo 1. Introducción a CATIA V5 y al Análisis por Elementos Finitos
Presentación del software CATIA V5

Conceptos básicos del diseño paramétrico

Introducción al método de elementos finitos (MEF/FEM)

Ventajas y aplicaciones en ingeniería

Capítulo 2. Entorno de trabajo en CATIA V5
Navegación por la interfaz gráfica

Módulos relevantes para diseño y análisis

Configuración inicial para proyectos de análisis estructural

Capítulo 3. Selección y asignación de materiales
Propiedades mecánicas importantes para análisis

Asignación de materiales en CATIA

Bibliotecas de materiales y creación de nuevos materiales

Capítulo 4. Preparación del modelo para análisis
Verificación y limpieza del modelo CAD

Simplificación de geometría para análisis FEM

Configuración de condiciones de frontera

Capítulo 5. Introducción al módulo GPS (Generative Part Structural Analysis)
Activación del entorno GPS

Aplicación de restricciones y soportes

Definición de cargas: fuerzas, presiones, momentos

Capítulo 6. Generación y control de la malla
Tipos de elementos finitos: tetraédricos, hexaédricos

Parámetros de malla y refinamiento

Evaluación de la calidad de la malla

Capítulo 7. Ejecución del análisis estructural
Uso del solucionador

Revisión de errores y advertencias

Interpretación básica de resultados

Capítulo 8. Interpretación y evaluación de resultados
Visualización de desplazamientos y deformaciones

Mapas de tensión: von Mises, principal

Evaluación de factores de seguridad

Capítulo 9. Análisis de ensamblajes con GAS (Generative Assembly Structural)
Introducción al análisis en ensamblajes

Definición de contactos y uniones entre piezas

Configuración de condiciones de frontera en ensamblajes

Capítulo 10. Casos prácticos y ejemplos
Análisis de piezas simples (viga, placa)

Estudio de piezas con cargas combinadas

Ejemplo completo: bulón de alojamiento

Validación y recomendaciones finales

Capítulo 11. Conclusiones y buenas prácticas
Recomendaciones para el análisis eficiente

Limitaciones del método y verificación experimental

Integración del análisis en el ciclo de diseño

En el diseño de piezas mecánicas mediante CATIA V5, los resultados visuales en 3D no garantizan que las piezas cumplan con las exigencias reales de funcionamiento. Surge entonces una pregunta fundamental: ¿soportará la pieza las cargas y condiciones de uso previstas una vez fabricada?
Este libro está creado para ingenieros y diseñadores mecánicos, y su objetivo es acompañar al lector en la aplicación del análisis estructural mediante el método de los elementos finitos (MEF/FEM) dentro de CATIA V5, sin requerir conocimientos previos en cálculo numérico. El autor guía paso a paso la configuración del entorno de análisis estructural —usando los módulos GPS (Generative Part Structural Analysis) para piezas individuales y GAS (Generative Assembly Structural Analysis) para ensamblajes—, en un entorno accesible que puede ejecutarse en una PC estándar

A lo largo de este texto, se explican los fundamentos del método FEM, la selección de materiales, la definición de condiciones de contorno, la generación de mallas, la ejecución de los análisis y la interpretación de los resultados. Además, se incorporan ejemplos y ejercicios prácticos —como la simulación del bulón de alojamiento y análisis de sistemas mecánicos complejos— para reforzar el aprendizaje

Con este enfoque, el libro permite a los lectores validar sus diseños antes de la fabricación, optimizar sus piezas y anticipar posibles fallos o mejoras, integrando de manera efectiva la simulación numérica en el flujo de trabajo CAD.

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