Centro de Cálculo Científico
Universidad de Los Andes
Introducción
a
PATRAN
Ing. Genny Roa deVivenzio
Enero 1997
QUE ES PATRAN?
 Es un sistema de software abierto principalmente usado
para el análisis de componentes, sistemas estructurales y
mecánicos.
 Consta de:





Interface Gráfica con el Usuario
Integración Geométrica Directa.
Preferencias de Análisis
Funcionalidad para Ingeniería
Visualización de Los Resultados.
Proceso de Modelado con MSC/PATRAN
 Construcción y/o
Importación de Geometría.
 Selección del Código de
Análisis
 Creación de un Modelo de
Análisis:
 Malla de Elementos Finitos
 Propiedades del Material
 Propiedades de Los
Elementos
 Cargas y Condiciones de
Borde
 Ejecución del Análisis
 Evaluación de Los
Resultados
Paso 1 - Construcción/Importación
de Geometría
Importación de un
Modelo CAD vía un
archivo IGES.
Construcción de un
Modelo en PATRAN
Paso 2 - Preferencias de Análisis
 Selección del Código de Análisis antes de
definir Materiales, Propiedades de los
Elementos y Condiciones de Bordes y
Cargas.
 Preferencias de Análisis elimina la
confusión.
Paso 2: Preferencias de Análisis
Nuevo Modelo
Aparece cuando se
abre un modelo nuevo.
Método Alternativo
para especificar
preferencia.
También se puede usar
para especificar la
tolerancia del modelo
global.
Paso 3: Creando un Modelo de
Análisis
Malla de Elementos Finitos
Elementos Cuadráticos
Elementos Hexagonales
 Nodos y elementos (malla) pueden ser
creados por:
 Isomesh
 Superficies de 3 o 4 lados (se
muestra en Verde.
 Sólidos de 5 o 6 caras (azul).
 Paver
 Superficies de n-lados (Magenta).
 Superficies de 3 ó 4 lados (Verde)
 Malla Tetraédrica Automática
 Sólido B-rep (Blanco).
 Sólidos de 5 o 6 caras (Azul).
 Elementos de Base Sweeeping
 Mesh Seeds son usadas para definir la
densidad y el espaciamiento.
Paso 3: Creación de un Modelo de
Análisis
Verificación
 Se chequea la cualidad del modelo de elementos finitos
Se chequea la distorsión del elementos.
Se chequea los bordes del elementos.
Se chequea la conectividad nodal
 Los elementos son codificados con color basado en el criterio del
usuario.
Paso 3: Creando un Modelo de
Análisis
Propiedades del Material
 Las propiedades del material pueden ser introducidas
manualmente.
Paso 3: Creando un Modelo de
Análisis
Propiedades de Los Elementos
 Tipo de Elemento y Propiedades Físicas
definidas con la aplicación Properties
 Una vez que el código de análisis se ha
establecido solo se permiten propiedades
físicas disponibles
Paso 3: Creando un Modelo
de Análisis
Cargas y Condiciones de Borde
 Aplicadas directamente a la
geometría ó modelo de elementos
finitos.
 Variaciones definidas por campos.
 Gráficos XY
usados para
verificar el
campo.
Base de Datos PATRAN
 Modelo CAD
CAD
 IGES
Entrada de Datos
Base de Datos
MSC/PATRAN
 Tradicional Pre y Post
Procesador





Geometría
Elementos Finitos
Cargas y Condiciones de Borde
Propiedades de Materiales
Propiedades Físicas
 Información para el Análisis
Resultados de Análisis
Parámetros de Control
Código Y
de Análisis
Resultados de Análisis
Código X




Subcasos
Tipo de Análisis
Carga - Tiempo
Temperatura - Material
Paso 4: Ejecutando el Análisis
 Se selecciona el tipo de Solución y
los parámetros
 Se somete al análisis directamente
desde PATRAN
Paso 5: Evaluando Resultados
 Se muestran con Insight ó la aplicación
Results
 Se filtran basados en los atributos de
modelos, valores numéricos o criterios
del usuario.
 Diferentes resultados se muestran en
forma concurrentemente usando
múltiples
ventanas
Iniciando MSC/PATRAN
 Se escribe p3 para llamar a PATRAN.
Opción File
 New...: Crea una nueva base de datos.
 Open...: Abre una base de datos creada previamente.
 Revert : Permite la eliminación de todos los cambios hechos en el
modelado actual.
 Session : Ejecuta los comandos PATRAN de un archivo.
 Close... : Cierra la base de datos actual pero mantiene a PATRAN
activo.
 Quit : Cierra la base de datos actual y termina a PATRAN.
 Save... : Guarda la base de datos, incluyendo el ultimo comando.
 Save a copy : Guarda una copia de la base de datos bajo un
nombre diferente.
Archivos de PATRAN
N o mb re
T ip o d e
A rc hi vo
C o me nt ario s
M ode lo_ no m b re .db
B ase de D ato s
Un a p o r m o d e lo , e s
re la tiv a m e n te gra n d e .
M ode lo_ no m b re .db .b k up
B ase de D ato s
R e sp a ld o d e la b a se d e d a to s sin
re v e rtir, e stá d isp o n ib le .
P a tra n.se s .n ú m e ro
A rc hiv o de
se si ón
M ode lo_ no m b re .db .jo u
A rc hiv o de
ta re a
M ode lo_ no m b re .out
A rc hiv o
ne u tral
Un a a rc h iv o e s a b ie rto a l
c o m e n za r P A T R A N y se c ie rra
c u a n d o sa le .
Un o p o r m o d e lo , gu a rd a to d o s
lo s c o m a n d o s d e la b a se d e
d a to s c re a da , e n ca d e n a n d o lo s
a rc h iv o s d e la se sió n .
E X T R E M A D A M E N T E ú til
p a ra re c o n stru ir u n a b a se de
d a to s.
C re a d o u sa n d o E x p o r t. P ue d e
se r u sa d o c o m o u n re sp a ld o p a ra
e l a n á lis is d e l m o d e lo .
La Forma Principal
Sistema de Iconos
Barra de Menú
Línea de Comando
Aplicaciones
Caja de Historia
Barra de
Herramientas
 La selección de la Barra de Menú afecta el ambiente global.
 Selecciones w solo se aplican a cierta porción del modelo.
 Selecciones w son exclusivas y solo puede ser seleccionada
una a a la vez.
 Selecciones no disponibles son mostradas inactivas (grises).
La Forma Principal
 Barras de herramientas proveen un rápido
acceso a procedimientos frecuentes.
 Acciones tomadas dentro de la sesión de
PATRAN pueden ser rastreadas en la caja de
historia.
 Las líneas de comando permite el input de
comandos PCL.
Formas Típicas Utilizadas
en PATRAN
Es un switch
on/off
 Es usada para
introducir datos.
 Texto existente
puede ser usado.
Ejecuta la
acción
 Inserción de datos
puede ser hecha.
Formas Típicas Utilizadas
en PATRAN
Permite selección
exclusiva entre opciones.
La selección de datos se
hace encendiendo el
ítem.
Sufijo “...” denota
que una forma
subordinada se abre
presionando el botón.
Formas Típicas
Utilizadas en PATRAN
Al mantenerlo
presionado aparece un
menú para seleccionar.
Son usados para
agrupar datos.
Formas Típicas Utilizadas
en PATRAN
Icono de Control
permite seleccionar
entre diferentes
acciones.
La barra deslizante asigna
un valor a una variable
asociada.
Restablece los
valores por defecto
Sistema de Iconos
 Botón que refresca la pantalla.
 Presiona la ventana principal donde se pueda ver.
 Vuelve al gráfico por defecto.
 Deshace el último comando.
 Interrumpe la operación en proceso.
 Información de la Licencia de PATRAN.
 Semáforo.
Evaluador Geométrico
 La geometría que es importada por PATRAN es típicamente
representada por varias formas matemáticas (cónicas,
líneas continuas, polinomio paramétrico, etc.).
 El evaluador de PATRAN acepta las formas matemáticas
creadas por sistemas CAD sin traslación.
 Evaluadores son usados para preguntar a importaciones CAD
por información necesaria para ejecutar varias funciones
PATRAN.
Evaluador
B-Spline
CAD/DATA
Superficies
PATRAN
Algoritmo de
Intersección
PATRAN
Curva de
Intersección
Estructuras Topológicas
 PATRAN combina estructuras topológicas para definir geometría
 Las entidades topológicas dentro de PATRAN son :
7
6
Vértice
Cara
5
8
Cuerpo
2
3
Borde
1
4
 Un vértice tiene una posición para un punto y es la única
identidad topológica que es automáticamente enumerada
con un Numero ID.
 Todas la identidades pueden ser seleccionadas por el
cursor.
Bloques Constructivos
Geométricos
Punto:
 Un punto es una identidad CAD adimensional;
representa una ubicación en el espacio
3-dimensional .
Z
 PATRAN crea automáticamente puntos cuando
construye curvas, superficies y sólidos.
 Por lo tanto no siempre es necesario construir
identidades comenzando con los puntos.
Y
X
Bloques Constructivos Geométricos
Curva:
Una curva es un vector de una variable
simple; puede tener varios tipos de formas
matemáticas.
Una curva esta caracterizada por:
Un punto en cada borde.
Una coordenada paramétrica (x1)
cuyo dominio es de 0.0 en P1
x1
(origen) a 1.0 en P2.
P1
P2
5
Bloques Constructivos Geométricos
Superficie
 Una superficie es una función vectorial
general de dos variables paramétricas.
 Una superficie es caracterizada por:
 Una serie de curvas de borde.
 Un origen paramétrico de dos variables
paramétricas (x1 y x2).
 Cuatro vértices.
 Una superficie puede tener la misma
curvatura de una curva.
 Por defecto, PATRAN presenta cualquier
superficie con 2x2 líneas para visualizar el
interior de la superficie.
 Las superficies pueden ser simples
(verde) o generales (magenta).
P2
P1
x2
x1
S
P3
P4
Bloques Constructivos
Geométricos
Superficie:




Una superficie simple (verde) tiene 3 0 4 bordes.
Una superficie con 3 lados es degenerada.
Una superficie simple puede ser mallada con Isomalla o Paver.
Una superficie general (Magenta) puede tener mas de 4 bordes y
bordes internos (huecos).
 Superficies generales deben mallarsen con Paver.
 Superficies generales pueden ser opcionalmente descompuestas
en superficies simples para permitir el mallado Iso.
Isomesh
Paver
Bloques Constructivos
Geométricos
Sólidos:
 Un sólido esta caracterizado por:
 Una serie de superficies limitantes.
 Paramétrico o No-paramétrico.
 Sólidos paramétricos (azules).
 Función vectorial de tres variables
paramétricas (x1, x2, x3).
 Sólidos paramétricos son mallados con
isomalla (Elementos hexagonales, wedge
y tetraédricos).
 Sólidos No-paramétricos (blanco)
 Tienen solo una representación de
superficie en PATRAN.
 Representación de bordes (B-Rep) de
sólidos pueden ser creados.
 Sólidos CAD son normalmente accedidos
como sólidos B-Rep y pueden ser
mallados usando el algoritmo Auto Mallas
Tetraédrica.
P6
P7
P5
P8
x3
P1
x1
x2
P2
P3
P4
Bloques Constructivos Geométricos
Planos, Vectores:
 Planos infinitos y vectores son usados para ciertas operaciones
geométricas, tales como dividir un sólido por un plano.
 Un plano esta únicamente definida por un vector representando
su normal y un punto en el plano.
 Un cantidad vectorial PATRAN es definida por una magnitud, una
dirección y un punto de origen.
Plano
Vector
Forma Geometry
 La estrategia comienza
trabajando con la forma de
geometría:
Geometry
Create
Point
Curve
Surface
Solid
Coord
Plane
Vector
Create
Create
Point
XYZ
Extract
Interpolate
Project
 Se selecciona un objetivo, como
crear un punto.
 Se estipulan los detalles
asociados con la creación de esa
identidad usando un método
especifico.
Delete
Delete
Curve
Point
Chain
Manifold
Revolve
Surface
Curve
Trimmed
XYZ
Revolve
Solid
Surface
Face
XYZ
Revolve
Acción
Objeto
Método
Forma Geometry
Geometry
 Action:
Qué se quiere hacer?
Operaciones que puede ser
ejecutado de cualquiera identidad
geométrica.
Action:
Object:
Method:
 Object:
Tipo de geometría para crear,
mostrar ó eliminar (Punto, curva, superficie,
sólidos, coordinate frame).
 Method: Algoritmo usado para crear la
geometría (XYZ, Arc, Merge, Spline).
Menú de Selección
Entidades
Visibles
Cualquier
Punto
Intersección
entre 2 Puntos
Vértice de una
curva,
superficie ó
sólido
Posición en
la pantalla
en una
superficie
 Es un filtro para
General
seleccionar.
 Menú de Iconos
para seleccionar.
Cualquier
Nodo
 Cursor ubicado en
la lista muestra el
Un Punto en una
curva más cercano
menú de seleca un punto fuera de
la curva.
ción.

opción permite
Intersección de
tomar de la
curva con
superficie
pantalla todas la
identidades que se
Cualquier posición
pueden ver.
en la pantalla
Creación de Puntos
M étod o
XYZ
A rc C en ter
E x tra ct
In terp o la te
In tersect
O ffset
P ierce
P ro ject
C om en tario
C rea u n p u n to d e co o rd en a d a s ca rtesia n a s [x y z]
C rea u n p u n to en el cen tro d e u n a cu rv a .
C rea u n p u n to en u n a cu rv a ex isten te ó u n b o rd e en u n a
u b ica ció n p a ra m étrica esp ecifica d a .
C rea N -p u n to s d e sep a ra ció n u n ifo rm e ó n o -u n ifo rm e en tre
p u n to s esp ecifica d o s.
C rea u n p u n to en la in tersecció n d e d o s cu rv a s o b o rd es.
C rea u n p u n to en u n a cu rv a /b o rd e a u n a d ista n cia
esp ecífica d e u n p u n to d e la cu rv a /b o rd e.
C rea u n p u n to d e in terceccio n en tre u n a cu rv a y u n a
su p erficie.
C rea u n p u n to so b re u n a su p erficie /ca ra a tra v es d e u n
v ecto r d efin id o .
Point Show
M eto d o
C om en ta rio
L ocation
M u estra la u b ica ció n d e u n p u n to en u n sistem a
co o rd en a d o .
D istan ce
M u estra la d ista n cia en tre d os p u n to s.
N od e
M u estra lo s n od os a so cia d o s co n p u n tos
seleccio n ad o s.
 Da al usuario información de la distancia entre dos puntos.
Point Transform
M éto d o
T ran slat
e
R otate
S cale
M irror
M coord
P ivot
P osition
V su m
M scale
C om en ta rio
T ra sla d a u n a en tid a d a tra v és d e u n v ector esp ecífico .
R o ta u n a en tid a d so b re u n eje d efin id o a tra v és d e u n á n g u lo
dado.
U sa u n fa cto r a p lica d o a u n a co o rd en a d a in d iv id u a l.
C rea u n a im a g en d e esp ejo d e u n a en tid a d a tra v és d e u n p la n o
d efin id o .
T ra n sfo rm a u n a en tid a d en u n sistem a co ord en a d o d en tro d e
o tro co n la m ism a p o sició n rela tiv a .
T ra n sfo rm a u n a en tid a d d en tro d e u n p la n o d efin id o p o r u n
p iv o te y d o s p u n to s term in a les.
T ra n sfo rm a la en tid a d a u n a serie d e p u n to s-d estin o -p o sició n
q u e m a n tien e su p o sició n rela tiv a a u n a serie d e p u n to s-o rig in a lp o sició n .
V ecto r su m a d e u b ica cio n es co o rd en a d a s d e d o s series d e
en tid a d es ex isten tes p a ra crea r u n a n u ev a en tid a d .
E n tid a d ex isten te es sim u ltá n ea m en te m o vid a , esca la d a y /o
ro ta d a a u n a n u ev a p o sició n .
Point Associate/Disassociate
 Puntos pueden ser asociados con curvas y
superficies.
 Se pueden asociar puntos a curvas ó superficies
la cuales están dentro de la tolerancia del
modelo.
 Puntos asociados pueden ser usados para guiar
el interior de la malla de la entidad,
especialmente con paver.
2
6
5
2
3
s5
s 101
8
9
Y
Z
Y
X
3
s
7
101
6
s
4
Z
X
7
s
8
s
9
4
Menú de Selección
 Se presiona en un ícono para seleccionar.
Cualquier
Curva
Define una curva
especificando 2
puntos
Define una curva que
es la intersección de 2
superficies
El borde de una
superficie ó
sólido
Define un
segmento de una
curva
Creación de Curvas
M étod o
P oin t
A rc 3 P oin t
C h ain
C on ic
E xtract
F illet
F it
In tersect
M an ifold
N orm al
P roject
C om en tario
C rea u n a cu rva en tre 2, 3 ó 4 p u n tos.
C rea u n arco a través d e 3 p u n tos.
F orm a u n a cu rva com p u esta d e cu rvas existen tes q u e son co-n ectad as extrem o a extrem o y p u ed en
form ar u n lazo cerrad o.
G en era u n a cu rva en form a d e p aráb ola, h ip érb ola o elip se.
C rea cu rvas en su p erficies o caras a u n a u b icación p aram étrica esp ecificad a o b ord e.
U sa al m en os ap roxim ación cu ad rática p ara aju star cu rvas a través d e d os o m ás p u n tos.
U n arco filetead o es cread o en tre d os cu rvas o b ord es.
C rea u n a cu rva en la in tersección d e d os cu rvas o b ord es.
C rea u n a cu rva en u n a su p erficie o cara en tre d os o m ás p u n tos en u n a su p erficie.
C rea la lín ea m as corta en tre u n a cu rva y u n p u n to.
P roy ecta u n a cu rva en u n a su p erficie con op ción d e esp ecificar la p roy ección d el vector.
Creación de Curvas
M éto do
PW L
S pline
T an ge nt C u rve
T an ge nt P o int
XYZ
Inv olute
R ev olve
2D N o rm al
2D C ircle
2D A rcA n gles
2D A rc2P oint
2D A rc3P oint
C om en tario
C re a c u rv a s lin e a le s p ie c e w ise e n tre u n a se rie d e p u n to s.
C re a u n a c u rva e n tre u n a se rie d e p u n to s. M a n tie n e la c o ntin u id a d d e la p rim e ra d e riv a d a a lo s p u n to s c o n stitu y e n te s.
C re a u n a c u rva q u e e s ta n ge n te a d o s c u rv a s o b o rd e s
e x iste n te s.
C re a u n a c u rva ta n ge n te a u n a c u rva e x iste n te q ue v a a tra v é s
d e u n p u n to e n la c u rv a .
D e fin e u n a c u rv a b a sa d a e n u n o rige n y u n v e c to r.
Ut il c re a n d o h e rra m ie n ta s ge a r p ro file s.
R o ta u n p u n to so b re u n e je e sp ec ific o p a ra c re a r u na c u rv a
C re a u n a c u rva e n u n p la n o e sp e c ific o q u e e s p e rp e n d ic u la r a
o tra c u rv a .
C re a u n c írc u lo e s u n p la n o e sp e c ífic o .
C re a u n a rc o e n u n p la n o e sp e c ific o c o m e n za n d o y
te rm in a n d o e n á n gu lo s d a d o s.
C re a u n a rc o e n tre d o s p u n to s y u n ce n tro o ra d io e sp e c ific o .
C re a u n a rc o e n tre 3 p u nto s y u n c e n tro o ra d io e sp e c ific o .
Create/Curve/Chain
 Crea una curva compuesta de dos o
más curvas o bordes existentes.
 Para crear una superficie planar o
general trimmed, las curvas o bordes
existentes deben estar conectados para
formar un lazo cerrado.
5
9
8
10
7
11
6
4
3
ANTES
DESPUES
Curve/Edit
M éto d o
C om en ta rio
D isa ssem b le
D ivid e a u n a cu rva/b ord e en u n a u b icación d efin id a p or u n
p u n to o u n a u b icación p aram étrica.
C om b in a 2 o m ás cu rvas/b ord es existen tes forzan d o a la
con tin u id ad d e la p rim era d erivad a a través d e los b ord es.
D esam b la u n a cu rva en cad en ad a.
E x ten d
E xtien d e u n a cu rva u san d o gu las esp ecíficas.
M erg e
2 o m ás cu rvas/ b ord es p u ed en ser
R efit
2 o m ás cu rvas/b ord es p u ed en ser com b in ad os. L a form a d e
la n u eva cu rva p reserva las cu rvas origin ales con u n a
toleran cia esp ecífica.
R evierte la d irección p aram étrica.
B rea k
B len d
R ev erse
T rim
T rim u n a cu rva en u n a u b icación esp ecifica a lo largo d e la
cu rva.
Edit/Curve/Break
 Crea 2 nuevas curvas dividiendo
la curva original en un punto.
 La ubicación del punto de
división puede ser con cualquier
opción del menú selección.
Superficie
Trimmed 3
Borde 7
Borde 7
Curve Show
M éto d o
C o m en ta rio
A ttrib u te
M u estra el tip o g eom étrico , lon g itu d , p u n to
in icia l y fin a l d e u n a cu rva .
A rc
In fo rm a ció n resu m id a so b re a rco s en la b a se d e
d a to s.
A n g les
M u estra el án gu lo en tre d os cu rva s/b o rd es.
L en g th
R ange
N ode
M u estra atrib u to s p a ra cu rv a s con lon g itu d es en
ra n g o esp ecífico .
M u estra n o d o s
seleccio n ad o.
a socia d o s
co n
cu rv a /b o rd e
Curve Transform
M éto do
T ranslate
R otate
S cale
M irror
M coord
P ivot
P osition
V sum
M scale
C o m en tario
T raslad a u n a en tid ad a través d e u n vecto r esp ecífico .
R o ta un a en tid ad sob re un eje d efin id o a través d e u n án gu lo d ado .
U sa u n facto r ap licad o a un a co o rd en ad a in divid u al.
C rea u n a im ag en d e esp ejo d e un a en tid ad a través d e u n p lano
d efin id o .
T ran sfo rm a u n a en tid ad en u n sistem a co o rd en ad o d en tro d e o tro
co n la m ism a p o sició n relativa.
T ran sfo rm a u n a en tid ad d en tro d e u n p lano d efin id o co n u n p ivote
y d o s p u nto s extrem o s.
E n tid ad traslad ad a a u n a serie d e pun to s-p o sición -destino q u e
m an tien en su po sició n relativa a u n a serie d e p un to s-po sición o rigin al.
V ecto r su m a d e u b icacio n es coo rd en ad as d e 2 series d e en tid ad es
existen tes p ara crear u n a n u eva en tid ad .
E n tid ad existen te es sim u ltán eam en te m o vid a, escalad a y/o ro tad a
a u n a nu eva p o sició n .
Curve Associate/Disassociate
 Solo se pueden asociar curvas a curvas
ó superficies las cuales están dentro de
la tolerancia.
 Curvas asociadas pueden ser usadas
como guía interior del mallado de una
entidad a través de mesh seeding.
 Curvas pueden ser asociadas con otras
curvas.
ANTES
DESPUES
Creación de Superficies
M éto d o
C om en ta rio
C u rv e
C rea u n a su p erficie q u e p asa a través d e 2 o m ás cu rvas.
C o m p o site
S u p erficies m ú ltip les p u ed en ser com b in ad as p ara form ar
u n a su p erficie (ú til p ara m allad o ráp id o d e su p erficie).
R econ stru y e u n a com p leja su p erficie en su p erficies sim p les
d e 3 ó 4 lad os al m en os.
C rea su p erficies q u e son lim itad as p or 3 ó 4 cu rvas/b ord es.
D esco m p o se
Edge
E x tra ct
F illet
M a tch
R u led
E xtrae u n a su p erficie d e u n a cara d e u n sólid o u u b icación
in terior.
C rea u n a su p erficie filetead a en tre d os su p erfices/caras
existen tes.
P ega su p erficies con b ord es com u n es p ara llegar ser
con gru en tes.
C rea u n a su p erficie ru led en tre d os cu rvas.
Creación de Superficies
M éto d o
C om en ta rio
V ertex
C rea u n a su p erficie d efin id a p or su s lím ites in teriores y
exteriores.
D efin e u n a su p erficie a través d e su s vértices.
XYX
C rea u n a su p erficie rectan gu lar d escrita p or su d iagon al.
E x tru d e
P roy ecta u n a su p erficie d e cu rva/b ord e existen te a lo lago d e
u n eje d efin id o con op ción d e escalar y rotar
sim u ltán eam en te.
C rea u n a su p erficie m ovien d o u n a cu rva b ase a lo largo d e 1
ó 2 vectores d irectores.
C rea u n a su p erficie q u e es d efin id a p or cu rva/b ord e b ase y
u n a d istan cia d e esa cu rva/b ord e en la d irección d e la
cu rvatu ra.
R ota u n a su p erficie sob re u n eje d efin id o d en tro d e u n a
su p erficie.
T rim m ed
G lid e
N o rm a l
R ev o lv e
Construcción de Superficie
Trimmed
2D Superficie
Tres opciones para crear
una
superficie trimmed en
PATRAN
3D Superficie
Superficie Compuesta
 Crea una superficie por definición de sus bordes.
 Encadena curvas para formar lazos cerrados.
 Un lazo externo para definir el borde externo.
 Como lazos internos sean necesarios para definir huecos.
 Construye una superficie con referencias de sus curvas encadenadas.
 Superficies planas .
Edición de Superficie
M éto do
B reak
B len d
D isassem b le
C o m en tario
D ivid e u na sup erficie e n m últip le s sup erficies
usa nd o una o p ció n tal co m o un a curva, ub icació n
p aram étrica, etc.
C o m b ina m últip les sup erficie d entro d e una
sup erficie m ie ntras m an tiene la co ntin uid ad d e la
p rim era d erivad a a lo largo d e lo s b o rd es.
D esa m b la una sup erfic ie trim m ed .
E d g e M atch
P ega lo s b o rd es d e sup erficies ad yace ntes p ara q ue
sean co n grue ntes.
R efit
R ee m p laza una sup erfic ie co m p leja co n una serie d e
sup erficie s sim p les.
R ev erse
R evierte la no rm al d e u na sup erficie y la a so cia co n
las utilid ad es d e E F .
Surface Transform
M éto do
T ranslate
R otate
S cale
M irror
M coord
P ivot
P osition
V sum
M scale
C o m en tario
T raslad a u n a en tid ad a través d e u n vecto r esp ecífico .
R o ta un a en tid ad sob re un eje d efin id o a través d e u n án gu lo d ado .
U sa u n facto r ap licad o a un a co o rd en ad a in divid u al.
C rea u n a im ag en d e esp ejo d e un a en tid ad a través d e u n p lano
d efin id o .
T ran sfo rm a u n a en tid ad en u n sistem a co o rd en ad o d en tro d e o tro
co n la m ism a p o sició n relativa.
T ran sfo rm a u n a en tid ad d en tro d e u n p lano d efin id o co n u n p ivote
y d o s p u nto s extrem o s.
E n tid ad traslad ad a a u n a serie d e pun to s-p o sició n -destino q u e
m an tien en su po sició n relativa a u n a serie d e p un to s-po sició n o rigin al.
V ecto r su m a d e u b icacio n es coo rd en ad as d e 2 series d e en tid ad es
existen tes p ara crear u n a n u eva en tid ad .
E n tid ad existen te es sim u ltán eam en te m o vid a, escalad a y/o ro tad a
a u n a nu eva p o sició n .
Surface Transform
Opción Mirror:
El plano espejo se puede
definir:
Por tres puntos.
Normal a cualquier eje de un
sistema coordenado.
Por un vector normal.
Verificar Superficie
M étod o
B ou n d ary
C om en tario
C h eq u ea g rietas en u n m o d elo .
 Dibuja los bordes libres en el modelo:
 Borde libre: referido a solo una
superficie.
 Borde No manifold: shared por más
de 2 superficies o caras de sólidos.
Creación de Sólidos
M éto d o
C om en ta rio
S u rfa ce
C rea u n sólid o q u e p asa a través d e 2 ó m ás su p erficies.
V ertex
C rea u n sólid o p or esp ecificación d e su s vértices.
XYX
C rea u n sólid o rectan gu lar p or d escrip ción d e su d iagon al.
E x tru d e
P roy ecta u n a su p erficie en u n sólid o a través d e u n vector
d efin id o.
M u eve u n a su p erficie b ase a lo largo d e 1 ó 2 vectores
d irectores.
G lid e
Cualquier
Sólido
Define un sólido
especificando dos
superficies
Creación de Sólidos
M éto d o
B -R ep
D esco m p o se
F a ce
N o rm a l
R ev o lv e
C om en ta rio
C rea u n sólid o p or d efin ición d e u n a lista d e su p erficies/ cars
q u e form an u n volu m en con gru en te cerrad o
top ológicam en te.
C rea p or d efin ición d e su s vértices en u n sólid o existen te.
C rea u n sólid o d e 5 ó 6 caras p or esp ecificación d e su s caras
exteriores.
C rea u n sólid o q u e es d efin id o p or u n a su p erficie/cara b ase y
u n a d istan cia d e su s su p erficie/cara en la d irección d e la
cu rvatu ra.
C rea u n sólid o p or revolu ción d e u n a su p erficie sob re u n eje
d efin id o a través d e u n án gu lo d ad o.
Creación de Sólido a través
de Superficies
 A través de 2
superficies.
 A través de 4
superficies.
Edición de Sólidos
M étod o
C om en tario
B rea k
D iv id e u n só lid o en m ú ltip les su p erficies.
B len d
C o m b in a m ú ltip les só lid o s en u n só lid o m ien tra s
m a n tien e la con tin u id a d d e la p rim era d eriva d a a
lo la rg o d e lo s b o rd es.
D esam b la u n só lid o B -rep .
D issassem b le
R efit
R eem p la za u n só lid o co m p lejo ex isten te en u n a
serie d e só lid o s sim p les.
R everse
R ev ierte la s d ireccio n es p a ram étrica s aso cia d a s
co n el só lid o.
Mostrando un Sólido
M étod o
A ttrib u te
C om en tario
D a u n a in fo rm a ció n resu m en d el tip o d e só lid o ,
u b ica ción y el ID d e lo s v értices, vo lu m en , etc.
Solid Transform
M éto d o
T ran slate
R otate
S cale
M irror
M coord
P ivot
P osition
V su m
M scale
C o m en ta rio
T raslad a u n a en tid ad a través d e u n vector esp ecífico.
R ota u n a en tid ad sob re u n eje d efin id o a través d e u n án gu lo
d ad o.
U sa u n factor ap licad o a u n a coord en ad a in d ivid u al.
C rea u n a im agen d e esp ejo d e u n a en tid ad a través d e u n p lan o
d efin id o.
T ran sform a u n a en tid ad en u n sistem a coord en ad o d en tro d e
otro con la m ism a p osición relativa.
T ran sform a u n a en tid ad d en tro d e u n p lan o d efin id o con u n
p ivote y d os p u n tos extrem os.
E n tid ad traslad ad a a u n a serie d e p u n tos-p o sición -d estin o q u e
m an tien en su p osición relativa a u n a serie d e p u n tos-p osición origin al.
V ector su m a d e u b icacion es coord en ad as d e 2 series d e
en tid ad es existen tes p ara crear u n a n u eva en tid ad .
E n tid ad existen te es sim u ltán eam en te m ovid a, escalad a y /o
rotad a a u n a n u eva p osición .
Creando Sistemas Coordenados
Alternativos
Z P(X,Y,Z)
Z P(R,q,Z)
B
B
C
X
Y
Rectangular
XYZ
C
A Z
Y
X
X
R
q
Cilíndrico
RqZ
P(R,q, f)
f
B
C
A Z
f
R
Y
A
X
q
q
Esférico
Rqf
 Estos tres ejes son referidos generalmente como
los ejes 1, 2, y 3 con las definiciones de arriba
respectivamente.
Creación de Coordenadas
M étod o
3P oin t
A xis
C om en tario
C rea u n sistem a coo rd en a d o p o r d efin ición d e u n
o rig en , u n p u n to a lo la rgo d el eje 3 y u n p u n to en
el p la n o 1 -3 .
U n p u n to en el eje 1 y o tro en el eje 2 .
E u ler
3 ro ta cio n es con secu tiva s so b re ejes d efin id o s p o r
el u su a rio .
N orm al
D efin e u n o rig en y u n a su p erficie.
Mostrando Coordenadas
M étod o
A ttrib u te
C om en tario
D a u n a in fo rm a ció n resu m en d el tip o , u b icació n ,
etc.
Coordinate Transform
M éto d o
T ran slate
R otate
S cale
M irror
M coord
P ivot
P osition
V su m
M scale
C o m en ta rio
T raslad a u n a en tid ad a través d e u n vector esp ecífico.
R ota u n a en tid ad sob re u n eje d efin id o a través d e u n án gu lo
d ad o.
U sa u n factor ap licad o a u n a coord en ad a in d ivid u al.
C rea u n a im agen d e esp ejo d e u n a en tid ad a través d e u n p lan o
d efin id o.
T ran sform a u n a en tid ad en u n sistem a coord en ad o d en tro d e
otro con la m ism a p osición relativa.
T ran sform a u n a en tid ad d en tro d e u n p lan o d efin id o con u n
p ivote y d os p u n tos extrem os.
E n tid ad traslad ad a a u n a serie d e p u n tos-p o sición -d estin o q u e
m an tien en su p osición relativa a u n a serie d e p u n tos-p osición origin al.
V ector sum a de ubicaciones coordenadas de 2 series de entidades
existentes para crear una nueva entidad.
E ntidad existente es sim ultáneam ente m ovida, escalada y /o rotada
a una nueva posición.
Creación de Planos
M éto d o
V ector N orm al
C u rve N orm al
In terp olate
L east S q u are
O ffset
S u rface
C o m en ta rio
C rea u n p lan o p or d efin ición d e su n orm al.
C rea u n p lan o en u n a cu rva con la n orm al tan gen te a la
cu rva.
C rea m ú ltip les p lan os a lo largo de u n a cu rva, u n o a
cad a extrem o y u n os in term ed ios con u b icación
d eterm in ad a p or el u su ario.
C rea u n p lan o en el cen troid e d e u n a en tid ad
seleccion ad a ó u n gru p o d e en tid ad es.
C rea u n p lan o a u n a d istan cia esp ecífica d e u n p lan o
esp ecífico.
D efin e el p lan o p or tres p u n tos.
Creación de Plano Normal
a una Curva
 Crea un plano en un punto a lo largo de una curva.
 La normal al plano es tangente a la curva.
Información resumida sobre planos se muestra en Show.
Planos pueden ser transformados.
Creación de Vectores
M étod o
M agn itu d
M a g n itu d e
C rea u n vector con m agn itu d ,
d irección y origen d efin id os.
In tersect
D efin e u n vector com o la
in tersección d e 2 su p erficies.
N o rm a l
C rea u n vector n orm al a u n
p lan o, su p erficie o cara d e u n
elem en to.
C rea u n vector d el p rod u cto
d e otros 2 vectores.
P ro d u ct
2 P o in t
C rea u n vector b asad o en 2
p u n to s, 1 b ase y u n tip.
De un punto
seleccionado al
origen global.
Entre 2 puntos
Ejes Principales
3er eje por defecto
Normal al Plano
Tangente a la
curva en un punto
Normal a la superficie
en un punto
Creación de un Vector
entre 2 Puntos
Información resumida sobre vectores se muestra en Show.
Vectores pueden ser transformados.
Viewing
 Orienta la vista del modelo en una pantalla.
 Translation.
 Zoom.
 Rotation.
 Clipping.
 Fit model to screen
 Cambiar la vista no altera el modelo de
ninguna manera.
Factor Zoom
 Zoom in y out hace que se acerque o se aleje el
modelo respectivamente.
 Un factor Zoom mayor que 1 reduce el tamaño del
modelo.
Introducción a Los Grupos
 Permite a entidades geométricas y EF a ser divididas en
grupos separados para varios modelos y
postprocesamiento.
 Un grupo llamado default_group es creado automáticamente cuando una nueva base de datos es creada.
 Los nuevos ítems creados automáticamente son
miembros del grupo actual.
 Cualquier número de grupos puede ser creado, y
entidades pueden pertenecer a más de un grupo.
 El nombre del grupo se muestra en el Viewport.
Ejemplos de Grupos
 Qué es un grupo?
 Cualquier parte del modelo.
 Una colección de entidades.
 Por qué usar más que solo el grupo por defecto?
 Grupos separados para geometría y elementos finitos.
Geometría
Elementos
 Partes aisladas cuando se trabaja con grandes modelos.
Total
Medio
Extremos
Opción Display
 Las herramientas display son utilizadas para organizar y
mejorar la apariencia del modelo en viewports (ventanas de
visualización).
 Dos tipos de presentación por pantalla:
 Etiqueta por tipos de entidades.
 Etiqueta por tipos de grupos.
 Es global (afecta todas las ventanas abiertas).
 Sólo un tipo puede ser usado al mismo tiempo.
Display en Grupo
 Modifica las propiedades
por grupo.
 Estilo claro.
 Color sombreado.
 Etiquetas on ó off.
 Tamaño de las etiquetas.
 Barra de herramientas
rápidas.
Números
Líneas Ocultas
Líneas
Sombreado
Atributos Geométricos
 Propiedades geométricas
puede ser alteradas para
mejorar el display (tolerancia, líneas, direcciones
paramétricas, colores y
etiquetas).
 Herramientas de barra,
botones rápidos.
Dibuja
Líneas
Tamaño
del
Punto
Número
s
Introducción al Mallado de
Elementos Finitos
 Mallar un modelo consiste de dos cosas:
Especificar el tipo de elemento.
Identificar las regiones a mallar.
 PATRAN tiene múltiples algoritmos para mallar:
Iso Malla
Paver (adaptado).
Mallador Tetraédrico.
Mallador 2-1/2 D.
 Aunque estos algoritmos están altamente
automatizados, ellos permiten el control del usuario.
Isomalla
 Cuando se mallan superficies ó sólidos, Isomesh divide la
superficies en grupos de bordes paralelos llamados Mesh
Paths.
 Mesh Paths son usados por IsoMesh para determinar el
número de elementos por borde.
 El número de elementos por borde son basados en las
siguientes prioridades:
 Nodos de contorno (Mesh Seeds).
 Mallas adyacentes que son topológicamente congruentes.
 Longitud de borde global.
Mallador Iso
 Mesh seeds determina el número de elementos por borde.
Mesh Seeds
Mallador Iso
 Cuando no hay nodos de contorno ó mallas adyacentes, el
Global Edge Length y el borde más largo en la malla
determina el número de elementos por borde:
Número de Elementos = Longitud de Borde más Grande
Longitud Global del Borde del Elemento
Mallador Paver
 Se usa con todas las superficies.
 Cuando malla superficies, comienza en los bordes y
gradualmente se mueve al interior.
 Nodos de Contorno controla la generación de elementos a
lo largo de la curva.
 Paver reconoce puntos y curvas.
Un Borde Iniciador
10 Elementos por borde
controlado por longitud
global de l borde del
elemento
6 Elementos por borde
controlado por Nodos de
Contorno
6 Elementos
por borde
controlado
por Nodos de
Contorno
Bordes Iniciadores Opuestos
Mallador 2 1/2 D
 Lleva un elemento de bajo orden (ó nodo) a través del
espacio para crear un elemento de orden superior (Un
cuadrático a uno hexagonal).
 Hay técnicas para manejar configuraciones complejas
(Extrude, Glide, etc.).
 Mallador 2 1/2 D no tiene asociación con entidades
geométricas, por lo tanto propiedades y CCB deben ser
aplicadas directamente a los elementos finitos.
Mallador Tetraédrico
Es un mallador de sólidos arbitrario que
genera elementos tetraédricos para
sólidos definidos por un número arbitrario
de caras.
Chequea curvatura.
Limita la longitud del elemento de borde.
Malla basta
apropiada para
elemento p.
Forma FEM
Selecciona un
objetivo, tal como
crear una malla.
Da los detalles para
completar la tarea.
Geometry
Action: Create
Object: Mesh
Method: Solid
Transform
Create
Mesh Seed
Uniform
XYZ
One-Way Bias
Two Way Bias
Curv Based
Mesh
Curve
2 Curves
Surface
Solid
Node
Edit
“Action”
...
Element
“Object”
...
Edit
...
“Method”
Donde empezar con el mallado?
Consideraciones antes de comenzar con el
mallado:
Chequear si el modelo tiene características
especiales que pueden simplificar su
representación como modelo EF, por ejemplo
simetría.
Seleccionar el tipo de elemento que mejor se
ajusta a la naturaleza del modelo (placas,
cerchas) y la configuración de carga.
Determinar el tamaño de los elementos por el
tamaño del modelo y cualquier característica
crítica tal como fileteados.
Determinar cualquier área critica donde la malla
debe ser más fina.
Nodos Iniciadores de Malla
Mesh Seed es primordialmente usado para
controlar el número y el tamaño de los
elementos generados en el modelo.
También es usado para transición entre
mallas de diferentes densidades.
PATRAN tiene métodos diferentes para
generar el espacio entre nodos.
Separación uniforme.
Separación no uniforme.
Separación en base de la curvatura.
Tabular.
Separación No-Uniforme
Surface 1
Rata de Malla = 4
Surface 1
Rata de Malla = 0.25 (ó 4)
 Flechas azules indica la dirección positiva del borde.
Separación en la Base
de La Curvatura
 Refina la malla basada en la tolerancia de la
cuerda.
 Tolerancia de la cuerda es adimensional.
 Uniforme o variable a lo largo de la curva.
Separación Tabular
 Distribución arbitraria de
separación de los nodos a lo
largo de una curva/borde.
 Ubicación puede ser definida en
espacios reales o paramétricos.
 Ubicación del arreglo de la separación en orden ascendente.
 Reversión de ubicaciones de la
separación.
Ejemplo de Mesh Seeding
 Generación de los
nodos en una vía en
dirección radial.
 Separación Uniforme a
lo largo del perímetro
del hueco.
 Longitud Global del
Elemento para
determinar el tamaño
del elemento.
Mallando Curvas
Sólo un tamaño de elemento y
topología son determinadas
en el mallado.
Plano XY, Distancias,
Formulación del Elemento,
etc. Son definidos en la
aplicación Propiedades.
La lista de Curva puede ser
especificada por:
Curve 1:5
Surface 5:9B2.1
Solid 7.3.3
Mallador Tetraédrico
 El comando Global Mesh aplica el
elemento Hex-8 a todo el modelo.
Mallado de Superficies
 El tamaño del elemento y la topología son determinadas
por el mallado.
 Iso Mesher es usado con superficies simples (Verde).
 Paver puede ser usado con todas las superficies (Verde
y Magenta y Caras de Sólidos).
 Espesor, orientación del material, formulación del elemento, etc. deben ser definidos en la aplicación
Properties.
13
2
Mallado de Sólidos
 Isomesher y TetMesher son usados con sólidos
parametrizados.
 La topología de la malla y la longitud de borde
global necesitan ser especificadas.
 Material debe ser asignado en la aplicación
Properties
Equivalencia
Remueve nodos duplicados.
Los números más altos de los nodos son
eliminados.
Cambios se propagan a través de todo
MEF seleccionado.
Algoritmo de equivalencia es controlado
con un parámetro de tolerancia.
Duplicación Nodal
Nodos duplicados
son creados en
bordes comunes.
Superficie 1
Superficie 2
Forma Equivalence
 Equivalencia puede ser aplicada a:
 Todo el modelo.
 Una lista específica de nodos.
 Grupos seleccionados.
 Nodos seleccionados pueden ser
excluidos de la equivalencia.
 Cube Tolerance es el método
recomendado (velocidad).
Ejemplo de Equivalencia
13
14
7
9
15
8
10
4
5
6
2 1
1
1
29
16
25
13
21
2 10
17 1
16
9
10
5
6
6
7
2
2
30
3
1
29
26
2
14
22
15
23
21
11
12
2
18
15
16
13
11
12
9
10
19
ANTES
1
7
8
5
6
14
15
16
11
12
7
8
2
3
4
26
27
28
22
23
24
18
19
20
1
2
2
3
31
18
27
17
14
9
11
51
13
1
25
2
30
3
31
4
32
1
26
27
28
25
1
2
2
17 1
22
23
24
21
2
18
19
DURANTE
20
17 1
DESPUES
Mallas Irregulares
 Mallas irregulares usualmente ocurren con:
 Geometría irregular.
 Transición de malla.
 Irregularidad y distorsión es medida con respecto
a una forma básica (cuadrada, triangular
isósceles, cúbica).
 Elemento distorsionados generalmente resultan
en respuestas menos exactas.
 A mayor distorsión menor exactitud.
 Es RESPONSABILIDAD DEL USUARIO determinar
la máxima distorsión permitida.
Chequeo de Irregularidades
 Chequeo general de elementos:
 Límites o detección de grietas.
 Duplicación de elementos.
 Conectividad Nodal.
 Normales.
 Jacobiano.
 Chequeo de distorsión específica del elemento:
 Desviación de las formas básicas (taper).
 Curvatura y singularidad para elementos
cuadráticos.
 Código de color en nodo ó elemento.
Verificación de los Bordes
del Elemento
Grafica el borde como bordes libres u
opcionalmente caras libres.
Borde/cara libre de un elemento es el
borde/cara del elemento no común con
otros.
Grietas aparecen a lo largo de los bordes
geométricos.
Ejemplo de Verificación del Borde
del Elemento
Modelo EF
Borde Libre
antes de la
Equivalencia
Borde Libre
después de la
Equivalencia
Edición de Elementos Finitos
El modelo de Elementos Finitos
debe ser modificado según la
verificación.
Otra razón para la modificación
es el refinamiento de la malla.
PATRAN tiene herramientas
para editar nodos y elementos.
Ejemplo de Edición de Nodo
Problema: Usar edición de nodos para alinear los nodos en
el borde 3 de la superficie 1 con los nodos de borde 1 de la
superficie 2.
1
1
2
Y
Z
2
Y
Z
X
ANTES
X
DESPUES
Mostrando Nodos
 Ubicación de nodos y distancia entre
cualquier par de nodos puede ser
fácilmente mostrada en PATRAN.
 Distancia entre cualquier par de nodos
es lis-tada con respecto a las
direcciones coordenadas y la
distancia total.
Cargas y Condiciones de Borde
Cargas y condiciones de Borde tienen un
código de análisis específico.
Ellas pueden ser aplicadas tanto a la
geometría como a los elementos finitos.
Campos son usados para definir las
variaciones.
Cargas dependientes del tiempo son
definidas por referencia a los casos de
cargas dependientes del tiempo.
Factores pueden ser aplicados a las
cargas.
Tipos de Carga/Condiciones
de Borde
Algunas de las cargas y condiciones de borde
que están disponibles:
Desplazamiento.
Velocidad.
Carga Inercial.
Fuerza.
Presión.
Carga Distribuida.
Flujo Interno.
Contacto.
o Temperatura.
o Heat Source.
o Heat Flux.
o Convección.
o Emisión de Radiación.
o Factor View.
o Flujo Externo.
Carga/Condiciones de Borde
Estructural
Selección Inteligente
Acción:
Objetivo:
Método:
 Cargas y condiciones de
borde seleccionadas son
dependientes de el
análisis especificado.
Create
Show Tabular
Plot Contours
Plot Markers
Modify
Delete
Displacement
Force
Pressure
Initial Displacement
Initial Velocity
Velocity
Acceleration
Contact
Element Uniform
Element Variable
Nodal
Creando Cargas y Condiciones
de Borde
 Se selecciona la apropiada
Load/BC de la opción Object
(Pressure, Temperature, etc.).
 Se selecciona el caso de carga
aplicable a esta Load/BC.
 Introducir el tipo de elemento (1D,
2D ó 3D).
 Se introducen los datos en la
forma Input Data.
 Se selecciona la región de
aplicación (Geometría ó
Elementos Finitos).
Ejemplo de Restricciones Nodales
 Marcas se muestran en las líneas de
visualización cuando Cargas/CB son
aplicadas.
Región de Aplicación de Load/BC
 Cargas pueden ser aplicadas a
Elementos Finitos y Geometría.
 La geometría seleccionada y el
botón Add son utilizados para
seleccionar varias regiones de
aplicación del modelo.
 Presionar el botón Add suma los
contenidos en Select a la región de
aplicación.
 Los contenidos de la Application
Region pueden ser editados.
 Presionar el botón Add acepta las
entidades en la Aplication Region y
cierra la forma.
Presión utilizando los Campos
Espaciales
 Se especifica la carga de presión como 68.6*COSR(‘T)
en el sistema coordenado cilíndrico.
 Se crea el campo espacial.
 Se especifica el campo de Load/Boundary Conditions.
Carga/Condiciones de Borde
Térmicas
Selección Inteligente
Acción:
Objetivo:
Tipo:
Create
Show Tabular
Plot Contours
Plot Markers
Modify
Delete
Radiation(PThermal)
Convection (Pthermal)
Heating (Pthermal)
Mass Flow Rate (Pthermal)
Pressure (Pthermal)
Temperature (Pthermal)
Element Uniform
 La forma de Cargas y condiciones de borde
es sensitiva al código de análisis.
Mostrando Cargas/Condiciones
de Borde
 Cargas y Condiciones de Borde creadas pueden
ser verificadas utilizando:
 Marcas Gráficas muestran íconos de las Cargas/CBs
creadas:
Desplazamiento.
Rotación.
Desplazamiento y Rotación.
788.0
Temperatura.
100.0
Fuerza.
 Tablas muestran las Carga/CBs en formato de Hojas.
 Gráficos de Contorno de cualquier cantidad escalar
(Borde y Elemento Lleno).
Graficando Load/BCs
 Gráficos de Banda de cualquier Carga/CB
pueden ser graficados como:
 Temperaturas.
 Componentes de un vector.
 El vector deseado debe ser seleccionado de
la ventana Select Data Variable.
 Los vectores deben convertirsen a escalar
para graficar.
 El gráfico puede ser aplicado a todos los
grupos.
 Para mostrar en EF Carga/CB aplicada a
geometría, primero se activa Display on FEM
Only en Display/Load/BCs/Properties.
Creación de Caso de Carga
 Grupo Múltiple de
Carga/Condiciones de Borde.
 Cada caso de carga tiene un
nombre único.
 Estático o Dependiente del Tiempo.
 Puede ser creado, mostrado,
modificado ó eliminado.
 Prioridades para adicionar ó
sobreescribir Carga/CBs pueden
ser especificadas.
 Todas Carga/CBs son
automáticamente incluidas en el
caso de carga por defecto.
Create
Show
Modify
Delete
Static
Time Dependent
Creación de Caso de Carga
 Casos de Carga pueden ser creados antes
de la creación de Carga/Condiciones de
Borde.
 El nombre de caso de carga es específico.
 Seleccionar el tipo de Caso de Carga.
 Para especificar Carga/CBs dependientes del
tiempo, se debe primero crear caso de carga
dependiente del tiempo.
 Reglas para resolver múltiples aplicaciones
de Carga/CBs en nodos ó elementos puede
ser especificado en Prioritize Load/BC’s.
Campos
 Campos son utilizados para
definir variación en:
 Cargas/ Condiciones de
Borde.
 Propiedades del Material.
 Propiedades de los
elementos.
 Hay tres tipos de Campos:
 Campos Espaciales.
 Campos no espaciales.
 Campos de Propiedades de
Material.
Create
Show
Modify
Delete
Spatial
Material Properties
Non Spatial
PCL function
Tabular Input
General
FEM
Campos Espaciales
 Campos Espaciales - Variación del campo con
respecto a:
 Direcciones de Sistemas Coordenados.
 Direcciones Paramétricas.
 Resultados de Análisis.
 El usuario define la mezcla de variables independientes y
funciones PCL compiladas.
Velocidad
Espesor de Placa
Campos No-Espaciales
 Campos No-Espaciales - Variación de los campos con respecto:
 Tiempo.
 Frecuencia.
 El usuario define la mezcla de variables independientes y funciones
PCL compiladas.
Campos de Materiales
 Campos de Propiedades de Material - Variación del campo con
respecto:
 Temperatura, Deformación, Rata de Deformación, Tiempo y
Frecuencia.
 El usuario define la mezcla de variables independientes y funciones
PCL compiladas.
Campo Espacial - Tabular Input
 Datos Tabulares:
 Valores de campo pueden ser introducidos en tabla de 1, 2 ó 3
dimensiones.
 Primero, indica la ubicación de la tabla para la entrada de datos.
 Segundo, se escribe el valor del dato y se presiona la tecla Enter.
 PATRAN automáticamente va a la próxima fila dentro de la misma
columna.
Materiales
 Modelo de Material es un grupo de
propiedades individuales.
 Materiales pueden tener modelos múltiples
constitutivos (Elástico, Plástico, etc.)
asignados a un material.
 Materiales pueden ser definidos para variar
como una función de temperatura,
deformación, rata de deformación y/o
frecuencia.
 Información de propiedades del material es
especifica al código de análisis.
Creación de Propiedades
de Material
 Propiedades de Material son introducidas
dependiendo del código de análisis.
 Propiedades
variables son
definidos utilizando
campos.
 Varios modelos
constitutivos pueden
ser activados para un
análisis dado.
Creando un Material
 Tres métodos pueden ser usados para
especificar propiedades del material:
 Entrada manual (introducir E, n, r en las
formas).
 Selector de material (importa datos de
MVISION).
 Externamente definido (creado el nombre del
material solamente).
 Materiales existentes pueden ser utilizados
como template para crear nuevos
materiales.
 Cambiar el status es utilizados para
activar/desactivar modelos constitutivos.
Propiedades de Material
 Primero, el modelo constitutivo de
interés debe ser seleccionado:
 Elástico Lineal.
 No Elástico Lineal.
 Creep.
 Según el código de análisis y el modelo constitutivo utilizado se introducen las propiedades.
 Cuando una ventana permite una
definición de campo, la lista de
campos aparece.
 Los modelos constitutivos
recientemente creasdos son
activados por defecto. Sin embargo,
cualquier modelo constitutivo puede
ser desactivado.
Modelo de Material Isotrópico
 E = 30 x 106 psi
sy = 70000 psi
n= 0.30
hardening slope = 7000 psi
 Se verifica que el modelo elástico este activo y el
modelo elastoplástico esté inactivo.
 Se nombra el material STEEL_OUTER_SHELL.
Modelo de Material Isotrópico
1. Se especifica el
nombre del
material.
2. Se selecciona
lineal-elástico
como modelo
constitutivo.
3. Se introducen las
propiedades
elásticas y se
presiona Apply.
Modelo de Material Isotrópico
4. Se cambia el modelo constitutivo a
Elastoplástico.
5. Se selecciona Hardening Slope (para definir
la porción no-lineal de la curva esfuerzodeformación), se introducen los datos y se
presiona Apply.
6. Del menú de materiales, se selecciona
Change Material Status, se desactiva el
modelo constitutivo elastoplástico y se
presiona Apply.
Modelo de Material Compuesto
 E11 = 40E6
E22 = 1E6
n12 = 0.25
G12 = G13 = 0.6E6
G23 = 0.5E6
 Espesor de la placa
.01/ .0125/ .01/ .0125/ .01/
.0125/ .01/ .0125/ .01
 Orientación de las placas
0/ 90/
0/
90/
0/
90/
0/
90/
0/
Y
0
90
0
90
0
90
0
90
0
Z
q
9
8
7
6
5
4
3
2
1
X
Modelo de Material Compuesto
1. Se crea el material por capas
(2D Ortotrópico).
2. Se introducen los datos del
material.
Modelo de Material Compuesto
3. Se crean las capas utilizando el material compuesto
laminado.
4. Se especifica el material, espesor y orientación por capas.
Eliminado ó Modificado Materiales
 Cualquier material creado puede
ser modificado ó eliminado.
 El modelo constitutivo del
material puede ser cambiado de
un análisis a otro (lineal a nolineal).
Mostrando Propiedades
de Materiales
 Propiedades del material creado
pueden ser verificadas utilizando
la acción Show.
 Propiedades del material son
mostradas en forma tabular.
 Matrices de flexibilidad pueden
ser mostradas.
Definición de Propiedades
del Elemento
 Las formas Properties son específicas para el
código aplicación, tipo de elemento, y
configuración.
 Propiedades pueden ser asociadas con:
 Geometría.
 Elementos Finitos.
 Propiedades asociadas con geometría son reaplicadas a nuevas mallas después re-mallar,
editar, etc.
Creación de Propiedades
del Elemento
 Primero, se selecciona el análisis de código
deseado.
 Se selecciona la
Entidades
dimensionalidad del
Geométricas
elemento:




0-D (masa, resorte...)
1-D (vigas...)
2-D (placas, membranas...).
3-D (hexágono, pentá...).
Entidades EF
 Se especifica un nombre. Se selecciona la opción
del elemento:
 Integración reducida, híbri...
 Se introducen las propiedades en la forma Input
Properties.
 Se usa el menú de selección para seleccionar entre
geometría ó EF.
Forma Input Properties
 Materiales pueden ser
seleccionados
tomando el nombre
del material
seleccionando de
Material Property
Sets.
 [ ] denota que es
opcional.
 Presionar OK acepta
los datos y cierra la
forma.
Ejemplo: Masa
 Una masa puntual aplicado al
elemento 4.
Inercia
Traslacional se
especifica.
Masa está a
una distancia
de 1 in. En la
dirección y.
Inercia
rotacional se
especifica
I11 = I22 = I33 =
100.0
Propiedades del Elemento Viga
 Elemento Barra/Viga requiere un vector para definir la orientación
de la sección transversal (el sistema coordenado local del
elemento).
 En PATRAN, este vector es definido en el sistema coordenado
global.
 Para recover esfuerzos de flexión, puntos recovery de esfuerzos
deben ser definidos relativo al vector orientación:
 Llamado C, D, E, y F para NASTRAN.
 Usado como “c” en la ecuación clásica de esfuerzo = Mc/I.
 Los momentos de inercia (I1 e I2) y la constante torsional (J) son
definidos con respecto al sistema coordenado local (J no es el
momento polar de inercia).
 Orientaciones NASTRAN y ABAQUS son rotadas 90 deg. Como se
muestra en la figura.
Propiedades del Elemento Viga
ABAQUS
NASTRAN
Plano XY
Vector
<0 1 0>
C
D
Nodo 2
X
Nodo 1
1¨
1¨
Z
Y
X
SC Global
J
J
I1
Nodo 2
X
2¨
Vector
<0 0 1>
Nodo 1
Z
I2
Plano XY
E
F
2¨
Y
I2
1¨
1¨
Z
Z
Y
X
SC Global
I1
Librería de Vigas
 Opcionalmente, secciones
de vigas estándar pueden
ser creadas, mostrandolas
y almacenandolas en la
bases de datos.
 Una librería de formas
estándar está disponible
para automáticamente
calcular A, I11, I22 y J.
 Una librería de vigas está
disponible en la forma
Input Properties.
 Secciones de vigas
asignadas a elementos
pueden ser vistas para
cada elemento.
Mallando con Elementos de Barra
 Construcción de una
Placa Rígida de 64¨ x 64¨.
 Se mallan las superficies
con elementos Quad4.
 Se mallan los bordes de
las superficies con
elementos Bar2.
 Se crea la propiedad de la
viga usando una sección
T definida previamente.
Z
Y
X
Especificación de la Propiedad
de la Viga
 Se define la propiedad del material.
 Se introducen las propiedades físicas.
 Se aplican las propiedades físicas al
modelo (región de aplicación).
Y
X
Z
Material Acero es seleccionado
Nombre de la sección de viga
Vector definiendo el plano XY
La viga está a una distancia de
1.5¨en la dirección Y (Sistema
Coordenado Global)
Miembro libre en un extremo
(Sistema Coordenado Local)
Se selecciona aquí para usar la
librería de vigas.
Especificación de Propiedades de
Sólidos (Nastran)
 Propiedades físicas 3D son definidas
por el elemento CHEXA.
 Propiedades
son asociados
con el sólido 55.
 El material es
acero.
Eliminado/Modificando
Propiedades
Cualquier propiedad de
elemento creada pueden
ser modificado ó
eliminada.
Se puede modificar
cualquier dato de las
propiedades.
Análisis
 Forma Analysis es automáticamente adaptada al código
de análisis utilizado.
 Parámetros de análisis son seleccionados de esta forma.
 Se somete al análisis.
 El modelo de análisis puede ser preparado para todo el
modelo o el grupo actual.
 Se seleccionan los parámetros de traslación (Versión...).
 Se selecciona el tipo de solución (Estático, Modal, ...).
 Se selecciona el caso de carga.
 Se seleccionan las entidades para resultados:
 Desplazamientos.
 Esfuerzos.
 Energía de Deformación.
Tipo de Solución del Análisis
 Las formas Solution Parameter y Output Request están
configuradas basadas en el tipo de solución seleccionado
en la forma
Solution Type.
Traslación de Resultados
 Resultados del Análisis pueden ser leídos en el
post-procesamiento dentro de PATRAN.
 Bajo la opción Object se puede seleccionar para
trasladar:
 Results Entities
Esfuerzos, Deformación...
 Model Data
Nodos, elementos.
 Both
Ambos, modelo y
resultados..
Listas
 Crean una lista de entidades basado en un criterio dado.
 Listas pueden ser utilizados como datos para varias aplicaciones,
tales como región de aplicación para propiedades de elementos.
 Criterios para creación de lista son:
 Atributos, tales como ubicación, valores de resultados, propiedades
asignadas.
 Asociación con otras entidades, tales como puntos, bordes, elementos,
grupos, etc.
 Listas no son almacenadas en la base de datos, pero pueden ser
adicionadas a un grupo.
Listas
 Crean una lista de entidades basado en un criterio dado.
 Listas pueden ser utilizados como datos para varias aplicaciones,
tales como región de aplicación para propiedades de elementos.
 Criterios para creación de lista son:
 Atributos, tales como ubicación, valores de resultados, propiedades
asignadas.
 Asociación con otras entidades, tales como puntos, bordes, elementos,
grupos, etc.
 Listas no son almacenadas en la base de datos, pero pueden ser
adicionadas a un grupo.
Como crear una Lista
 Se crean dos listas: Lista A: Todos los nodos a x=18 (Tolerancia +1.0).
Lista B: Todos los elementos asociados con esos nodos.
 Se crea la lista B.
 Se crea la
lista A.
 Nodos a
x=10 + 0.005
 Elementos
asociados con los
nodos de la lista A.
Operaciones Boolean
Operaciones Boolean son utilizadas
para manipular listas:
Operaciones de intersección encuentran
ítems comunes en ambas listas.
Unión combina ítems en ambas listas.
Resultados de sustracción de una lista de
otra lista.
Viewports
 Qué es un Viewport?
 Separa ventanas gráficas.
 Tiene un único nombre (mostrado en la barra).
 Tiene una vista asociada.
 Cualquier número de Viewport puede ser creados y
post-procesado.
 Cada Viewport puede ser movido, post-procesado,
tales como ubicación, valores de resultados,
propiedades asignadas.
Creando Viewports
No hay límite de cuántas Viewport pueden ser
creadas
Creando Viewports
No hay límite de cuántas Viewport pueden ser
creadas
Viewport_2
Viewport Actual
 La Viewport Actual es la
 Viewport en el cual los comandos view pueden ser aplicados. Criterios para
creación de lista son:
 Viewport en el cual títulos se ponen.
 Viewport en el cual el grupo actual es post-procesado.
 Sólo una Viewport puede ser presente a un tiempo.
 Para cambiar al Viewport Actual:
 Presionar en el área entre el borde externo y el borde fino rojo interno para
hacer una Viewport .
 Ó Viewport/Modify/Change Targer Viewport/Make Current.
Model.db - viewport_1 - default_group - entity
Model.db - newview- default_group - entity
Introducción a Resultados
 Resultados de varios análisis ejecutados pueden ser
almacenados en la misma base de datos bajo diferentes
casos de resultados:
 Estático.
 Transient.
 No-lineal.
 Resultados son importado dentro de PATRAN usando la
selección del menú de análisis.
 Resultados pueden ser filtrados basados en atributos ó
valores numéricos.
 Más de un caso de carga puede ser operado
simultáneamente.
 Resultados pueden ser mostrados en cualquier sistema
coordenado (excepto para ABAQUS y FEA).
Tipos de Gráficos de Resultados
G ra fico d e D efo rm a d a M a lla d e A la m b re ó L ín ea s O cu lta s.
G rá fico d e B a n d a s
E n u n m o d elo d efo rm a d o ó n o -d efo rm a d o s.
G rá fico d e E lem en to
L len o
G rá fico s d e V ecto res
E n u n m o d elo d efo rm a d o ó n o -d efo rm a d o (p a ra só lid o s,
su p erficies ó elem en to s lin ea les.
G rá fico s d e T en so res
G rá fico s d e V ig a
M o stra d o s en el S istem a C o o rd en a d o d el E lem en ta l ó
P rin cip a l.
D efo rm a d a d e C o rte y D ia g ra m a s d e M o m en to .
A n im a ció n
G rá fico s d e d eform a d a y /o b a n d a s p u ed en ser a n im a d o s.
G rá fico X Y
R esu lta d o s v s V a ria b le G lo b a l.
R esu lta d o s v s O tro s R esu lta d o s.
R esu lta d o s v s D ista n cia .
R esu lta d o s a lo la rg o d e u n a en tid a d g eo m étrica
esp ecifica d a .
V a ria b le G lo b a l v s V a ria b le G lo b a l.
R esu lta d o co n resp ecto a u n S istem a L oca l.
R esu lta d o a lo larg o d e p a th a rb itrario .
E n n o d o s ó cen tro id es d e lo s elem en to s.
Post-Proceso de Resultados
Forma Básica
 La forma Results Display (Basic) ha
sido diseñada para el fácil acceso
para post-procesamiento básico
tales como:
 Gráficos de bandas.
 Gráficos de deformadas.
 Gráficos combinados.
 Animación rápida.
Forma de Resultados Básicos
Animación Rápida
 Forma deformada (estática ó modal) y/o animación de
bandas pueden ser ejecutadas.
 Por defecto para animar ambos (bandas y
deformaciones) con el método modal en 2D, 15
cuadros.
 Se puede cambiar cualquiera de estas opciones a
través de la forma Animation Options.
 Animación modal crea cuadros multiplicando los
resultados de -1.0 a +1.0
Ramped va de 0 a +1.0
 2D usa animación 2D, 3D permite rotar
el modelo con el botón del medio del
ratón mientras el modelo continua
animado.
 Mientras mas cuadros se selecciones,
la animación es más suave, y más
recursos computacionales son usados.
Post-Proceso de Resultados
Avanzados
 Selecciona los Casos de Carga:




Estático.
Incremental.
Modos.
...
 Selecciona el resultado:
 Desplazamiento.
 Esfuerzos/Deformaciones.
 Energías de Deformación.
 Selecciona el tipo de Gráfico:
 Gráfico XY.
 Banda.
 ....
Opción de Resultados Avanzados
 Opciones específicas pueden ser
usadas en cada uno de los tres
pasos como sigue:
 Opciones de casos de resultados:
 Result Case Options... Facilita la
selección de casos de cargas. Por
ejemplo:
u By Global Variables...
Selección de todos los casos de
carga para una ejecución modal
f1<f<f2
 Combinación de casos de carga:
Nuevo Caso de Carga = 1.7*LOAD
case_1 + 1.4*LOAD case_2
Result Case Options...
Opción de Resultados Avanzados
 Opción Type & Components:
 Cantidades escalares derivadas de
Resultados vectoriales ó tensoriales
pueden ser graficadas.
 Selección Plot Type en forma madre la
adapta automáticamente.
 Resultados mostrados en cualquier
Sistema Coordenado alternativo (no
disponible para todos los códigos de
análisis).
 NASTRAN por defecto para elementos
CQUAD Global Proyección, en la cual la
componente de esfuerzo XX es en la
dirección del eje X proyectado dentro del
elemento de placa.
Type & Components...
Opción de Resultados Avanzados
 Result Type Options... :
 Puede ser usado para
seleccionar y manipular
resultados.
 Resultados derivados basados
en Máximo, Mínimo, Valores
Promedios, ó la suma de
cualquier resultado ó resultados
combinados.
 Nodal Demostración ó
Resultados de los Elementos
pueden ser creados.
Result Type Options...
Opción de Resultados Avanzados
Opción Filter..:
Resultados en los casos de
carga seleccionados pueden
ser filtrados basados en:
 Material, Elemento ó
Propiedades.
 Elementos y Nodos.
 Rango numérico para
resultados.
Las listas también pueden
ser creadas y actúan como
filtros definidos por el
usuario (es decir, Elementos
con 10.000 < Esfuerzos Von
Mises < 20.000
Filter...
Gráficos de Las Deformadas
Factor de Escala = 0.1
Factor de Escala = 0.2
 Cambia la escala del gráfico de la deformada en
el menú Display/Results bajo el menú principal.
 El color de la no-deformada puede ser cambiado
en este menú.
 La forma no-deformada se puede apagar en esta
forma.
Gráficos de Contorno
Gráficos de Contorno incluyen:
Gráficos de Bandas.
Gráficos de Elementos Llenos.
Gráfico de Bandas
Gráfico de Elemento Lleno
Gráficos de Vectores
 Opción gráfico vectorial controla la muestra de cualquier
cantidad vectorial nodal.
 Componentes vectoriales ó resultantes pueden ser interpretadas.
 Resultados vectoriales pueden ser graficados con respecto a
cualquier sistema coordenado.
Graficando Resultados XY
 Se seleccionan Casos
de Resultados y se
presiona en Get
Results....
 Se cambia el tipo de
gráfico a Gráfico XY y
se presiona en Plot
Type Options....
Se selecciona la variable global y los resultados a
ser graficados.
Se selecciona la entidad en la cual el gráfico XY es
generado.
Se presiona en Apply para calcular los Gráficos XY.
Graficando Resultados XY
Se seleccionan los gráficos XY a ser guardados en la base de
datos encendiendo la curva deseada y presionando en Apply.
El gráfico XY se muestra.
 El usuario puede
también
renombrar el
título de la Curva
XY.
Para adicionar una segunda curva a la misma
ventana XY, se renombra el título de la
segunda curva para evitar conflicto con la
primera.
Insight
Qué es la herramienta Insight?
Una herramienta que ayuda a visualizar los
resultados.
Gráfico de Contorno
Hay 13 tipos de herramientas:
 Isosuperficies.
 Líneas de flujo.
 Superficies de flujo.
 Umbrales.
 Bandas.
 Contorno.
 Elemento.
 Tensor.
 Vector.
 Marca.
 Valor.
 Deformación.
 Cursor.
Herramienta Isosuperficies
Isosuperfices Basadas en
Resultados
Isosuperfices Basadas en
Coordenados
Isosuperficies pueden ser mostradas como
superficies de valores de resultados constantes ó
como planos coordenados.
Herramienta de Contorno
 Gráficos de líneas de contorno denotan líneas de
resultados constantes.
Animación Insight
Animación modal y transitoria puede ser ejecutada en Insight.
Controles de animación se encuentran en Insight Control en
el menú principal.
Insight Control
 Animación transitoria puede
se ejecutada con respecto a
cualquier variable global, tal
como tiempo, caso de carga,
frecuencia...
 Rápido acceso para
animación modal.
Todas las herramienta post se muestran durante una
animación, pero sólo las herramientas disponibles cambian
de cuadro a cuadro.
Típica Animación Insight
Gráfico XY
Crea y maneja la apariencia de las
ventanas XY.
Crea y maneja curvas en ventanas
XY.
Integrado total con resultados,
cargas, propiedades, y datos del
material.
Terminología del Gráfico XY
Leyenda
Títulos
Eje Y
Eje X
Cuadrícula
Marcas
Primarias
Marcas
Secundarias
Descargar

Base de Datos PATRAN