Cómo mejorar el análisis estructural con SOLIDWORKS

31-07-2025 | Publicado por Principia

El análisis estructural en ingeniería es fundamental para garantizar la seguridad, eficiencia y funcionalidad de cualquier diseño. Permite predecir cómo una estructura responderá bajo diversas condiciones de carga, ayudando a evitar fallos y optimizar el rendimiento. El análisis estructural con SOLIDWORKS representa una opción accesible y potente para realizar simulaciones dentro del entorno CAD, permitiendo validar diseños rápidamente y con alta precisión. 

Para simulaciones más complejas o cuando se busca una mayor correlación con la realidad, Abaqus ofrece capacidades avanzadas. Ambos programas pueden, además, complementarse dentro de la plataforma 3DEXPERIENCE, facilitando las iteraciones de diseño y análisis entre SOLIDWORKS y la tecnología de Abaqus, cubriendo así todas las necesidades de simulación estructural.

¿Qué es el análisis estructural con SOLIDWORKS?

El análisis estructural con SOLIDWORKS es un proceso dentro del entorno de diseño CAD, que permite evaluar el comportamiento de los modelos 3D ante diferentes condiciones de carga. A través de SOLIDWORKS Simulation vamos a poder realizar simulaciones utilizando el método de elementos finitos (FEA), que descompone la estructura en pequeños elementos para analizar sus respuestas a esfuerzos, deformaciones y vibraciones de manera precisa. Este enfoque nos permite predecir cómo reaccionará el diseño bajo diversas condiciones, sin necesidad de crear prototipos físicos y optimizando, por tanto, tiempo y costes de desarrollo.

Tipos de análisis que se pueden realizar con SOLIDWORKS Simulation

1. Análisis estático: Este tipo de análisis permite evaluar cómo una estructura responde a cargas constantes o estáticas, como el peso de un objeto o una fuerza aplicada en una dirección específica. Es ideal para estudiar los puntos de tensión y los desplazamientos en el diseño.
2. Análisis de fatiga: Ayuda a prever el comportamiento de una estructura bajo cargas cíclicas, lo que es crucial para identificar posibles fallos por fatiga durante su vida útil.
3. Análisis térmico: Permite simular cómo las variaciones de temperatura afectan a la estructura, incluyendo la expansión térmica y los efectos de los cambios térmicos sobre los materiales.
4. Análisis modal: Evalúa las frecuencias naturales de vibración de una estructura, lo cual es vital para evitar resonancias y fallos estructurales cuando la estructura se someta a vibraciones.
5. Análisis de contactos: Este análisis simula cómo las superficies en contacto interactúan entre sí, permitiendo estudiar el comportamiento bajo presión o fricción.
6. Análisis no lineales: A medida que los materiales o las cargas se comportan de manera no lineal, este tipo de análisis es esencial para simular comportamientos complejos o deformaciones grandes.

Ventajas de utilizar SOLIDWORKS Simulation en la fase de diseño

El análisis estructural con SOLIDWORKS Simulation ofrece, en las primeras fases de diseño, numerosas ventajas:

• Detección temprana de problemas: Permite identificar debilidades estructurales, como zonas tensionadas, deformaciones excesivas o fallos potenciales, antes de la fabricación.
• Optimización del diseño: Al realizar simulaciones de distintas configuraciones, se pueden ajustar los diseños para obtener el mejor rendimiento posible, reduciendo el peso sin comprometer la resistencia.
• Reducción de costos y tiempo: Al validar los diseños digitalmente, se evitan los costes asociados a la fabricación de prototipos físicos para pruebas. Esto acelera el tiempo de desarrollo y mejora la eficiencia.
• Mejor comunicación del diseño: Las simulaciones generadas ofrecen resultados visuales fáciles de interpretar, facilitando la comunicación con los miembros del equipo y otros departamentos.
• Mayor fiabilidad: Al realizar simulaciones estructurales precisas dentro del entorno CAD, se obtiene una visión clara de cómo se comportará el diseño, lo que aumenta la fiabilidad y reduce el riesgo de errores en la fase de fabricación.

Limitaciones de SOLIDWORKS Simulation y cuándo se necesita Abaqus

Aunque SOLIDWORKS Simulation es una herramienta potente y eficiente para muchos análisis estructurales, existen bastantes casos en los que sus capacidades pueden no ser suficientes para abordar simulaciones más complejas. En esos escenarios es recomendable recurrir a la tecnología de Abaqus, una solución avanzada que complementa y extiende las capacidades de SOLIDWORKS Simulation.

Casos en los que SOLIDWORKS Simulation puede no ser suficiente

1. Modelado de materiales no lineales (plásticos, elastómeros, composites)
   SOLIDWORKS Simulation aborda perfectamente análisis de materiales que se comportan de manera lineal, pero cuando se trata de materiales no lineales, como plásticos, elastómeros o materiales compuestos (composites), sus capacidades pueden quedarse cortas. Estos materiales presentan una relación no lineal entre esfuerzo y deformación, lo que requiere un análisis más sofisticado para capturar su comportamiento real bajo carga.
2. Análisis de contacto avanzado entre múltiples cuerpos
   En situaciones donde se deben analizar interacciones complejas entre diferentes cuerpos en contacto, SOLIDWORKS Simulation puede tener dificultades, especialmente cuando el contacto se produce con desplazamientos relativos importantes. La simulación avanzada de contactos, que incluye fricción, deslizamiento o transferencia de carga entre múltiples componentes, es una tarea en la que Abaqus sobresale, ofreciendo un mayor control y precisión en estos análisis.
3. Simulación de grandes deformaciones o fenómenos altamente dinámicos (impactos, colisiones)
   Cuando se necesita simular grandes deformaciones o fenómenos dinámicos complejos, como impactos o colisiones, el análisis estructural con SOLIDWORKS Simulation puede no ser la opción ideal debido a sus limitaciones en cuanto a la capacidad de manejar simulaciones no lineales extremas o de alta velocidad. Abaqus es la herramienta más adecuada en estos casos, ya que está diseñada para capturar de manera precisa los efectos de grandes desplazamientos y cargas dinámicas de alta intensidad.
4. Estudios de fractura y propagación de grietas
   SOLIDWORKS Simulation tiene una capacidad limitada cuando se trata de analizar la fractura y la propagación de grietas en los materiales. Estos estudios requieren simulaciones detalladas que modelicen el comportamiento de los materiales bajo estas circunstancias, algo que Abaqus es capaz de manejar gracias a sus avanzadas herramientas de análisis de fractura.

Abaqus como la solución ideal para estos casos

Cuando los requisitos de simulación van más allá de las capacidades del análisis estructural con SOLIDWORKS Simulation, Abaqus se presenta como la solución ideal. Con su capacidad para manejar materiales no lineales, interacciones complejas entre cuerpos, grandes deformaciones y fenómenos dinámicos. Este software ofrece una mayor precisión y flexibilidad para abordar los casos más complejos que pueden surgir durante el diseño y análisis de productos.

Abaqus es, por tanto, una evolución natural para los usuarios de SOLIDWORKS Simulation que requieren simulaciones más avanzadas. Además, la integración de SOLIDWORKS y Abaqus a través de la plataforma 3DEXPERIENCE agiliza el proceso de iteraciones entre diseño y validación.

Análisis estructural avanzado con Abaqus

Abaqus es una solución avanzada de simulación que supera las capacidades de SOLIDWORKS Simulation cuando se trata de análisis estructurales complejos. Con sus potentes capacidades, permite realizar simulaciones detalladas de fenómenos y comportamientos complejos, que requieren una precisión y sofisticación más allá de las capacidades del análisis estructural con SOLIDWORKS. Las capacidades avanzadas de Abaqus incluyen una amplia variedad de funcionalidades para abordar los desafíos más exigentes en ingeniería.

Casos prácticos de uso en ingeniería

Los análisis estructurales avanzados realizados con Abaqus son cruciales en una amplia gama de aplicaciones de ingeniería que requieren simulaciones detalladas y precisas. Algunos ejemplos de casos prácticos incluyen:

• Industria automotriz: Simulaciones de impactos y colisiones para evaluar la seguridad de los vehículos. Abaqus puede analizar cómo las carrocerías y los componentes de los vehículos responden a las fuerzas generadas durante un choque, mejorando el diseño y la protección del ocupante.
• Aeroespacial: Simulaciones que permiten reproducir las condiciones de los ensayos de certificación. El análisis estructural con SOLIDWORKS es útil para las fases iniciales del diseño, pero cuando se trata de simulaciones más complejas y cargas extremas, Abaqus es indispensable.
• Ingeniería civil: Modelización de materiales complejos, representativos del comportamiento del terreno, hormigón, acero, etc., incluyendo condiciones estáticas y dinámicas, desgaste, fatiga, rotura y otros fenómenos.
• Energía: En la industria energética, se utiliza para simular fenómenos dinámicos, como los causados por terremotos o explosiones, y evaluar la resistencia de las infraestructuras críticas, como las plataformas petroleras o las instalaciones nucleares.

Integración de SOLIDWORKS y Abaqus en 3DEXPERIENCE

La plataforma 3DEXPERIENCE de Dassault Systèmes ofrece una solución integral para la simulación y el diseño, permitiendo a los ingenieros trabajar de manera más conectada y eficiente. Dentro de este ecosistema, Abaqus se presenta como el motor de cálculo avanzado para realizar simulaciones estructurales complejas a partir de los diseños creados en SOLIDWORKS. Gracias a esta integración, el análisis estructural con SOLIDWORKS y Abaqus se puede llevar a un nivel superior sin perder la conexión entre el diseño y la simulación.

Beneficios de esta integración

• Diseño y simulación conectados: Agilidad en las iteraciones de diseño
  Pueden realizarse ajustes en el diseño en SOLIDWORKS y transferir los cambios automáticamente a Abaqus para nuevas simulaciones sin perder tiempo. Esta agilidad facilita la optimización continua del diseño y asegura que el producto final cumple con los requisitos de rendimiento y seguridad, reduciendo tiempos de desarrollo.
• Mejora en la colaboración entre equipos de ingeniería
  La plataforma 3DEXPERIENCE mejora la colaboración entre equipos multidisciplinarios, ya que todos los miembros pueden acceder a los mismos modelos y resultados. Esto facilita la toma de decisiones informadas, ya sea en el diseño, en la simulación o en la validación final del proyecto. Los equipos de diseño y simulación pueden trabajar de manera conjunta, asegurando una visión compartida del progreso y los resultados.

Llevando el análisis estructural al siguiente nivel

SOLIDWORKS Simulation ofrece una solución ideal para realizar análisis estructurales rápidos y eficientes durante las primeras fases del diseño. Su integración dentro del entorno CAD permite realizar simulaciones precisas sin necesidad de herramientas externas complejas, lo que facilita la validación temprana de los diseños y la optimización de los mismos. Con su capacidad para realizar análisis estáticos, de fatiga, térmicos y modales, SOLIDWORKS Simulation es perfecto para aquellos proyectos que requieren una evaluación básica o intermedia del comportamiento estructural.

Sin embargo, cuando se precisa un mayor nivel de detalle o se deben simular problemas complejos, que incorporan materiales no lineales, contactos, grandes desplazamientos o grandes deformaciones, así como problemas multifísicos, Abaqus se presenta como la solución ideal. Gracias a su capacidad para realizar simulaciones avanzadas, permite explorar con precisión el comportamiento de los sistemas bajo condiciones extremas, garantizando la fiabilidad y seguridad en proyectos de mayor envergadura.

Si diseñas con SOLIDWORKS y tu proyecto lo requiere un análisis estructural, SOLIDWORKS Simulation puede ser una herramienta adecuada en las primeras fases, pero si deseas o tienes que dar el siguiente paso hacia simulaciones más detalladas, la tecnología de Abaqus es la respuesta. En Principia ofrecemos asesoramiento especializado para ayudarte a elegir la mejor solución de simulación para tu proyecto, optimizando el flujo de trabajo y asegurando el éxito de tus diseños. No dudes en contactarnos.