El software de simulación como herramienta para el análisis de estructuras metálicas automotrices
| Páginas | 44-61 |
| Fecha | 01 Julio 2024 |
| Fecha de publicación | 01 Julio 2024 |
| Autor | Victor Pachacama-Nasimba,Abrahan Jorque-Rea,Carlos Ulcuango-Moreno,Rodrigo PassoGuamangate |
El software de simulación como herramienta para el análisis de estructuras metálicas automotrices. pp. 44 - 61 /
Volumen 5, número 3 / DOI: https://doi.org/10.37431/conectividad.v5i3.146
Fecha de recepción: 07 / 06 / 2024
Fecha de aceptación: 04 / 07 / 2024
Fecha de publicación: 23 / 07 / 2024
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Instituto Superior Tecnológico Universitario Rumiñahui
El software de simulación como herramienta para el análisis de estructuras
metálicas automotrices
Simulation software as a tool for the analysis of automotive steel structures
Victor Pachacama-Nasimba1 , Abrahan Jorque-Rea2 , Carlos Ulcuango-Moreno3 , Rodrigo
Passo-Guamangate4
1 Instituto Superior Tecnológico Ciudad de Valencia, victorpachacama@itscv.edu.ec, Quevedo, Ecuador
2 Instituto Superior Universitario Central Técnico, ajorque@istct.edu.ec, Quito, Ecuador
3 Instituto Superior Tecnológico Ciudad de Valencia, carlosulcuango@itscv.edu.ec, Quevedo, Ecuador
4 Instituto Superior Tecnológico Ciudad de Valencia, manuelpasso@itscv.edu.ec, Quevedo, Ecuador
Autor para correspondencia: victorpachacama@itscv.edu.ec
RESUMEN
La investigación se centra en analizar el uso de software de simulación en el análisis de
estructuras metálicas automotrices, con el objetivo de identificar las ventajas y diferencias
entre diversas herramientas para optimizar el diseño y la eficiencia de los vehículos. La
metodología cualitativa empleada incluye un análisis exhaustivo de documentos, artícu-
los académicos, estudios de caso y fuentes técnicas relacionadas con el tema, así como
entrevistas con expertos del sector. Se evalúan criterios como la precisión de resultados,
capacidades no lineales, usabilidad, costo y acceso en la nube de ocho softwares de simu-
lación. Esta investigación revela un panorama competitivo liderado por ANSYS, NAS-
TRAN y COMSOL, destacando por su precisión (100%, 93%, 93% respectivamente) y
métodos de análisis pioneros (100%, 100%, 93%). Abaqus y LS-Dyna, aunque altamente
precisos (93%, 100%), presentan métodos avanzados-intermedios. HyperWorks sobresale
en optimización (100%) y facilidad de uso (93%), mientras que SolidWorks ofrece bajo
costo (93%) y compatibilidad con AnyCAD (100%). SimSolid, con bajo requerimiento de
hardware (93%) y excepcional facilidad de uso (100%), muestra limitaciones en análisis y
optimización (86%, 79%). En conclusión, actualmente los softwares de simulación FEM
priorizan precisión, innovación y eficiencia, con un creciente uso de la nube para acceso
remoto y colaboración.
Palabras clave: Simulación estructural, Software de simulación, Análisis elementos fini-
tos, Estructuras metálicas automotrices
ABSTRACT
The research focuses on analyzing the use of simulation software in the analysis of automo-
tive metallic structures, with the objective of identifying the advantages and differences be-
tween various tools to optimize vehicle design and efficiency. The qualitative methodology
employed includes an exhaustive analysis of papers, academic articles, case studies and
technical sources related to the topic, as well as interviews with industry experts. Criteria
El software de simulación como herramienta para el análisis de estructuras metálicas automotrices. pp. 44 - 61 /
Volumen 5, número 3 / DOI: https://doi.org/10.37431/conectividad.v5i3.146
Fecha de recepción: 07 / 06 / 2024
Fecha de aceptación: 04 / 07 / 2024
Fecha de publicación: 23 / 07 / 2024
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Instituto Superior Tecnológico Universitario Rumiñahui
such as accuracy of results, nonlinear capabilities, usability, cost, and cloud access of eight
simulation softwares are evaluated. This research reveals a competitive landscape led by
ANSYS, NASTRAN and COMSOL, standing out for their accuracy (100%, 93%, 93% res-
pectively) and pioneering analysis methods (100%, 100%, 93%). Abaqus and LS-Dyna, al-
though highly accurate (93%, 100%), present advanced-intermediate methods. HyperWor-
ks excels in optimization (100%) and ease of use (93%), while SolidWorks offers low cost
(93%) and compatibility with AnyCAD (100%). SimSolid, with low hardware requirements
(93%) and exceptional ease of use (100%), shows limitations in analysis and optimization
(86%, 79%). In conclusion, FEM simulation software currently prioritizes accuracy, inno-
vation and efficiency, with increasing use of the cloud for remote access and collaboration.
Key words: Structural simulation, Simulation software, Finite element analysis, Automo-
tive metallic structures
1. INTRODUCCIÓN
El software de simulación desempeña un papel importante en el análisis y la optimización
de las estructuras metálicas de los automóviles, ya que ofrece importantes ventajas en
términos de seguridad, eficiencia del diseño y reducción de costos. Herramientas como
ANSYS y SolidWorks se utilizan ampliamente para el modelado y el análisis de elementos
finitos (FEA) a fin de evaluar la resistencia a los choques y la integridad estructural de
los vehículos. Por ejemplo, ANSYS con su complemento LS-dyna se emplea para simular
choques frontales y analizar la tensión y la deformación en carrocerías fabricadas con ma-
teriales como el aluminio y el acero, lo que ayuda a comprender la absorción de energía y la
resistencia a los impactos durante las colisiones (Muhammad & Shanono, 2019; Terentyev
et al., 2020). Del mismo modo, SolidWorks se utiliza para el modelado 3D de componentes
automotrices, que luego se someten a análisis por elementos finitos para evaluar su rendi-
miento en diversas condiciones de carga (Arun et al., 2021; Choudhari et al., 2019).
La tendencia del software de simulación para el análisis de estructuras automotrices se
inclina cada vez más hacia la integración de herramientas y metodologías computacionales
avanzadas para mejorar la eficiencia, la precisión y la optimización en los procesos de di-
seño. Los sistemas de simulación modernos, como el descrito por Zhang Ping, incorporan
módulos para la generación 3D, actuadores virtuales y sensores, lo que mejora significati-
vamente la eficiencia de la transferencia de datos y la extracción de resultados dentro del
sistema (Hussain, 2021). El uso del análisis de elementos finitos (FEA) es frecuente, como
se ve en los trabajos de Mohd Arif Hussain y Yanbo Wang, quienes utilizaron ANSYS y
SolidWorks para modelar y analizar la integridad estructural y el rendimiento de los com-
ponentes automotrices, como los chasis y las carcasas diferenciales (Ping, 2017; Wang,
2022).
La integración de los paquetes de software PTV VISSIM y SSAM permite simular la segu-
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