Simulación de Fuerza y Estrés en Gemelos Digitales Experimentables Usando el Método de Matriz de Transferencia
Autores: Schmid, Sebastian; Kaufmann, Dorit; Dahmen, Ulrich; Eggers, Finn; Valais, Ioannis; Schröder, Kai-Uwe; Roßmann, Jürgen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Simulación de Fuerza y Estrés en Gemelos Digitales Experimentables Usando el Método de Matriz de Transferencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Gemelos digitales
Dominios de simulación
Cargas estructurales
Eficiencia computacional
Método de matriz de transferencia
Simulación de fuerzas y tensiones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Los Gemelos Digitales Experimentables son capaces de combinar diferentes dominios de simulación a nivel de sistema. Esto se ha demostrado para una multitud de dominios de simulación, por ejemplo, dinámica de cuerpos rígidos, control, sensores, cinemática, etc., y escenarios de aplicación, por ejemplo, automotriz, espacial e ingeniería industrial. En nuestro trabajo, investigamos cómo incluir cargas estructurales en un Gemelo Digital Experimentable mientras mantenemos la eficiencia computacional y la interoperabilidad a nivel de sistema. Combinamos la dinámica de cuerpos rígidos con el método de matriz de transferencia para simular fuerzas y tensiones. Mostramos nuestro enfoque para estructuras de vigas estáticamente determinadas en una simulación a nivel de sistema y lo validamos experimental y numéricamente con problemas de ejemplo estáticos y dinámicos. Los resultados muestran una fuerte concordancia en estas comparaciones, confirmando la precisión y fiabilidad de nuestro método. Para aplicaciones prácticas, vemos la simulación de fuerzas y tensiones utilizando el método de matriz de transferencia como una herramienta adicional para facilitar la ingeniería basada en simulación en las primeras etapas de los procesos de diseño estructural, por ejemplo, al tratar con condiciones de carga inciertas y complejidad operativa a nivel de sistema.
Descripción
Los Gemelos Digitales Experimentables son capaces de combinar diferentes dominios de simulación a nivel de sistema. Esto se ha demostrado para una multitud de dominios de simulación, por ejemplo, dinámica de cuerpos rígidos, control, sensores, cinemática, etc., y escenarios de aplicación, por ejemplo, automotriz, espacial e ingeniería industrial. En nuestro trabajo, investigamos cómo incluir cargas estructurales en un Gemelo Digital Experimentable mientras mantenemos la eficiencia computacional y la interoperabilidad a nivel de sistema. Combinamos la dinámica de cuerpos rígidos con el método de matriz de transferencia para simular fuerzas y tensiones. Mostramos nuestro enfoque para estructuras de vigas estáticamente determinadas en una simulación a nivel de sistema y lo validamos experimental y numéricamente con problemas de ejemplo estáticos y dinámicos. Los resultados muestran una fuerte concordancia en estas comparaciones, confirmando la precisión y fiabilidad de nuestro método. Para aplicaciones prácticas, vemos la simulación de fuerzas y tensiones utilizando el método de matriz de transferencia como una herramienta adicional para facilitar la ingeniería basada en simulación en las primeras etapas de los procesos de diseño estructural, por ejemplo, al tratar con condiciones de carga inciertas y complejidad operativa a nivel de sistema.