Cómo girar un disco en workbench usando transient structural

[daguilare]

Hola. Estoy intentando simular un disco que gire a una velocidad rotacional inicial en un subpaso, después quito la velocidad rotacional y en otros subpaso quiero que debido a la inercia propia del disco empiece a reducir su velocidad.

El disco solo tiene una restricción de revoluta en el diámetro interior, no tiene movimiento axial ni radial. Y es cuerpo flexible debido a que quiero saber los esfuerzos que se desarrollan.

Como puedo hacer esto en workbench.

Espero alguien pueda ayudarme, saludos.

-- IMÁGENES ADJUNTAS --

[LaUrA-28]

Para simular la rotación inicial y posterior deceleración por inercia en Ansys Workbench Transient Structural, debes utilizar la función Joint Load sobre la conexión de revolute. La clave es definir una velocidad angular inicial y luego permitir que el sistema decelere libremente.

Primero, asegúrate de tener un Joint de tipo Revolute entre la superficie interior del disco y el suelo (ground). Luego, en la rama Analysis Settings, define varios subpasos de tiempo. El primer subpaso será muy corto, solo para establecer la velocidad inicial.

En el paso de carga, añade un Joint Load al Revolute Joint. Selecciona el tipo de carga como Rotational Velocity. En el Details del Joint Load, define la magnitud de la velocidad. Aquí es crucial usar una tabla (Tabular) para controlar su variación en el tiempo.

Define la tabla de datos para que en el instante inicial (time 0) la velocidad sea el valor deseado, por ejemplo 100 rad/s. En el instante correspondiente al final del primer subpaso (por ejemplo, time 0.001), mantén ese mismo valor. Esto impondrá la velocidad constante durante ese breve intervalo.

Luego, en el siguiente punto de la tabla (time 0.002), cambia la velocidad a 0 rad/s. Esto simula la "liberación" o eliminación de la carga motriz. Ansys interpretará esto como una condición de contorno de velocidad cero aplicada de forma brusca. Para que el disco decelere por inercia, NO debes aplicar esta condición de velocidad cero.

La solución correcta es aplicar la velocidad solo durante el primer subpaso y luego DEJARLA SIN DEFINIR, permitiendo que la inercia gobierne. Para ello, en la tabla tabular, define la velocidad con su valor solo hasta el tiempo 0.001. Para todos los tiempos posteriores, NO introduzcas un valor de 0. Deja que la función termine en ese punto. La velocidad dejará de ser una condición impuesta y el disco girará libremente, frenándose gradualmente por efectos como la amortiguación estructural o fuerzas de contacto si las hubiera. Si no hay amortiguación, en teoría giraría para siempre.

Para modelar una deceleración realista, debes incluir amortiguación en los materiales o en la definición del análisis. Ve a Analysis Settings y en la pestaña Damping define un coeficiente, como Beta Damping o Alfa Damping, con un valor pequeño pero no nulo. Esto hará que la energía se disipe y la velocidad angular disminuya con el tiempo.

Finalmente, para ver los esfuerzos, añade una solución de Stress (Normal o Equivalent) y también considera insertar un probe de Velocity para monitorear la velocidad angular del disco a lo largo del tiempo. Esto confirmará que acelera, mantiene y luego reduce su velocidad.