La junta de culata (gasket en inglés) es un elemento mecánico que mantiene una cierta presión entre la culata y el bloque de un motor a combustión. Asegura una buena estanqueidad y evita que se mezclen gases de combustión y líquidos de enfriamientos. Unos pequeños nervios embutidos en la junta crean esta presión. Para ello, analizamos las capacidades de SIMULIA Abaqus.
Simular esta pieza representa un desafío importante:
- La geometría es compleja
- La junta está sometida a altas presiones y gradientes de temperatura
- El comportamiento en la dirección del espesor es altamente no-lineal (plasticidad, contactos)
- La geometría del motor y el efecto de la pretensión de los tornillos se suelen incluir en el conjunto
Tener en cuenta esta complejidad mediante elementos estructurales convencionales no sería practicable al nivel de recursos y tiempos de cálculo. ABAQUS tiene una tecnología especial para resolver este tipo de problema: los elementos GASKET.
Ensamblaje de colector con carter, tornillos y junta. Fuente: Abaqus Example Manual
Comportamiento cíclico presión/compresión de un elemento GASKET, incluyendo deformación plástica residual. Fuente: estudio interno de Cadtech
Caracterización de un nervio, incluyendo el proceso de estampación. Fuente: estudio interno de Cadtech
Un elemento GASKET está compuesto de dos “placas” separadas por una distancia que representa el espesor total de la junta. Los nervios se representan mediante valores de “gaps” en diferentes secciones. Además, los comportamientos normales, de membrana y de cizallas están desacoplados. Toda la complejidad en la dirección normal se tiene en cuenta vía una caracterización previa del comportamiento de cada nervio.
Artículo creado por Pierre Lafortune, SIMULIA Products Manager en Cadtech
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