En la actualidad, el 75 % de los ingenieros de I+D confían en la simulación digital para acelerar el desarrollo de productos, según McKinsey & Company (2023). Sin embargo, la dependencia excesiva de prototipos físicos eleva costes y retrasa los plazos de entrega. En este artículo, descubrirá cómo las principales herramientas de simulación en NX —desde análisis estructural hasta CFD y multiphysics— pueden resolver estos desafíos. DePLM brinda soluciones integrales en NX Simulation con años de experiencia y ha capacitado a muchos ingenieros. A continuación se presenta un mapa de los siete temas clave que cubriremos:
- Optimizar análisis estructural con NX Nastran
- Simular flujo de fluidos con NX CFD
- Realizar simulaciones multiphysics integradas
- Explorar optimizaciones de diseño paramétricas
- Reducir prototipos físicos mediante prototipado virtual
- Acelerar desarrollo con análisis dinámico
- Validar rendimiento térmico con simulación térmica en NX
Conozca cómo implementar cada herramienta y maximizar la eficiencia en su flujo de trabajo de simulación en NX.
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Duración: 108 segundos.
1. Optimizar análisis estructural con NX Nastran
Se destaca mucho en que es un software muy potente de diseño y muy potente a la hora de hacer calculo, al menos estructural, porque la base del solver es nastran. Tambien se destaca mucho en la automatización del mallado y que el software se puede configurar para usos orientados a diseñadores, es decir algo más basico que no te de tantas opciones complejas y tambien se puede configurar para un analista y hacer modelos altamente complejos
| Entidad | Atributo | Valor |
|---|---|---|
| NX Nastran | Tipo de análisis | Lineal y no lineal |
| NX Nastran | Simulación de vibraciones | Frecuencia modal, respuesta en frecuencia, respuesta random y espectro de respuesta |
| NX Nastran | Optimización | Sizing y topología |
Este cuadro muestra que NX Nastran proporciona una solución completa para evaluar tensiones, modos de vibración y optimizar geometría. Además, NX Nastran se integra con NX CAD para garantizar la continuidad de los datos, evitando errores de importación y acelerando el proceso de validación. DePLM ofrece servicios de configuración y soporte de NX Nastran que facilitan la implementación en cualquier departamento de I+D. Esta robusta base para el análisis estructural conduce directamente a la exploración de dinámicas de fluidos con NX CFD.
2. Simular flujo de fluidos con NX CFD
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Simular flujo de fluidos con NX CFD permite optimizar el comportamiento aerodinámico externos, pero también se pueden simular flujos internos y la transferencia de calor en sistemas complejos. NX CFD es el módulo de simulación de dinámica de fluidos computacional dentro de NX Simulation, capaz de modelar tanto flujos incompresibles como compresibles y fenómenos de convección tambien radiacion y conduccion, se pueden modelar flujos tanto compresibles como incompresibles acoplado con problemas de transferencia de calor . En 2021, Volvo redujo el arrastre aerodinámico de un prototipo en un 12 % tras aplicar NX CFD en el diseño de carrocerías.
- NX CFD → Esquema de malla adaptativa → Mejora la resolución en zonas de alto gradiente.
- NX CFD → Solver multigrid → Acelera la convergencia en simulaciones de gran escala.
- NX CFD → Modelado de interacción fluido-estructura → Permite análisis acoplados FSI (Fluid-Structure Interaction).
Estas funcionalidades de NX CFD garantizan simulaciones precisas de transferencia térmica. Además, el solver se enlaza directamente con el modelo CAD de NX, reduciendo tiempos de preparación y evitando inconsistencias geométricas. Para profundizar en casos de éxito, visite nuestra página de NX CFD. Este dominio de la dinámica de fluidos sienta las bases para realizar simulaciones multiphysics integradas.
3. Realizar simulaciones multiphysics integradas
Realizar simulaciones multiphysics integradas permite analizar la interacción simultánea de fenómenos físicos —como estructura, fluidos y calor— para representar fielmente el entorno real. NX Simulation combina solvers de FEA y CFD, habilitando acoplamientos térmicos, mecánicos y electromagnéticos. En 2023, BMW empleó simulaciones acopladas estructural-térmicas para optimizar el sistema de refrigeración de baterías, logrando un aumento del 10 % en la eficiencia térmica.
| Entidad | Atributo | Valor |
|---|---|---|
| Simulación estructural-térmica | Fenómenos acoplados | Transferencia de calor y deformación |
| Simulación fluido-estructural | Fenómenos acoplados | CFD y análisis FEA |
| Simulación electromagnética-térmica | Fenómenos acoplados | Campo EM y disipación térmica |
Como refleja la tabla, la capacidad de NX Simulation para combinar múltiples dominios físicos aporta una visión integral del rendimiento del producto. DePLM ofrece servicios especializados de NX Multiphysics que integran esta plataforma en su flujo de trabajo, mejorando la toma de decisiones en diseño. Este enfoque holístico conduce directamente a la optimización de parámetros de diseño.
4. Explorar optimizaciones de diseño paramétricas
Explorar optimizaciones de diseño paramétricas facilita la identificación automática de configuraciones óptimas mediante la variación sistemática de parámetros geométricos y de material. En NX Simulation, el módulo de Design Exploration ejecuta estudios de diseño basados en algoritmos de muestreo y metamodelización. Por ejemplo, en 2022 General Motors aceleró la definición de sus soportes de motor, logrando un ahorro del 8 % en peso tras 50 iteraciones paramétricas.
- Definir parámetros de diseño → Geometría (longitud, sección) y propiedades de material.
- Ejecutar exploración paramétrica → Algoritmo de optimización (Monte Carlo, DOE, respuesta de superficie).
- Analizar resultados → Indicadores de desempeño (factor de seguridad, rigidez, coste).
Este proceso sistemático reduce drásticamente el tiempo de prueba de variantes manuales. Gracias a la integración nativa con NX CAD, los cambios automáticos en el modelo se actualizan sin reconstruir ensamblajes, garantizando trazabilidad completa. Descubra cómo aprovechar esta herramienta en nuestra sección de NX Simulation Tools. A continuación, veremos cómo reemplazar los prototipos físicos con prototipado virtual.
5. Reducir prototipos físicos mediante prototipado virtual
Reducir prototipos físicos mediante prototipado virtual agiliza las iteraciones de diseño y minimiza costes de fabricación. El prototipado virtual en NX Simulation permite validar ensamblajes completos y detectar interferencias antes de fabricar ninguna pieza. En 2020, SKF reportó una disminución del 60 % en costes de prototipado al simular rodamientos bajo carga de laboratorio virtual.
| Entidad | Atributo | Valor |
|---|---|---|
| Prototipado virtual | Costo por iteración | 20 % del costo físico |
| Prototipado físico | Tiempo de producción | 4 semanas |
| Prototipado virtual | Tiempo de iteración | 2 días |
El uso de prototipado virtual reduce plazos y permite ensayar escenarios extremos sin riesgos. DePLM propone paquetes de implementación que incluyen plantillas de simulación y formación a usuarios para maximizar este beneficio. Con esta reducción de prototipos físicos, su equipo está listo para abordar análisis dinámicos avanzados.
6. Acelerar desarrollo con análisis dinámico
Acelerar desarrollo con análisis dinámico mejora la comprensión del comportamiento de componentes bajo cargas variables y choques. NX Nastran ofrece módulos de análisis de respuesta en frecuencia, choque y fatiga para predicción de vida útil. En 2021, la NASA aplicó análisis de choque en NX Nastran para validar la estructura de un satélite antes del lanzamiento, garantizando la resistencia a vibraciones de cohete.
- NX Nastran → Respuesta en frecuencia → Identificación de modos de resonancia.
Estas funciones ayudan a prevenir fallos prematuros y optimizar los criterios de diseño. Gracias al entorno integrado, los resultados dinámicos pueden retroalimentar la optimización paramétrica y el diseño CAD sin exportaciones intermedias. El siguiente paso es validar el rendimiento térmico de sus componentes.
7. Validar rendimiento térmico con simulación térmica en NX
Validar rendimiento térmico con simulación térmica en NX permite diseñar sistemas eficientes de disipación y control de temperatura. El módulo térmico de NX Simulation admite conducción, convección y radiación, con capacidades de transferencia acoplada. En 2022, Samsung optimizó el sistema de enfriamiento de sus semiconductores móviles, reduciendo la temperatura máxima en un 18 % tras ajustes basados en simulación térmica.
| Entidad | Atributo | Valor |
|---|---|---|
| Simulación térmica | Tipo de calor | Conducción y convección |
| Simulación térmica | Condición límite | Temperatura fija, flujo de calor |
| Simulación térmica | Postprocesamiento | Mapas de temperatura y gradiente |
| Simulación térmica | Radiación | Radiación térmica junto con conducción y convección en análisis térmico para predecir temperaturas reales |
Controlar estos parámetros garantiza un análisis térmico preciso y confiable. DePLM ofrece consultoría especializada para integrar la simulación térmica en su ciclo de desarrollo, mejorando la calidad y fiabilidad de sus productos. Con todos estos recursos, su equipo de ingeniería estará preparado para enfrentar cualquier desafío de diseño.
Al adoptar estas siete herramientas de simulación en NX, los ingenieros de I+D pueden acelerar el desarrollo, reducir costes y mejorar la calidad de los productos. Las soluciones de NX Simulation de DePLM ofrecen un entorno integrado que optimiza desde el análisis estructural hasta la simulación térmica y multiphysics. Para profundizar en cada módulo, explore nuestras soluciones de NX Simulation y solicite una consultoría personalizada para llevar su diseño al siguiente nivel.
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Preguntas Frecuentes
¿Qué ventajas ofrece la simulación térmica en el diseño de productos?
La simulación térmica en el diseño de productos permite a los ingenieros evaluar cómo se comportará un sistema ante diferentes condiciones de temperatura. Esto incluye el análisis de conducción, convección y radiación, ayudando a optimizar sistemas de disipación de calor. Por ejemplo, en 2022, Samsung logró reducir la temperatura de sus semiconductores en un 18 % gracias a ajustes realizados a partir de simulaciones térmicas. Esta herramienta es vital para asegurar la fiabilidad y eficiencia de los productos finales.
¿Cómo se integran las simulaciones multiphysics en el proceso de diseño?
Las simulaciones multiphysics integran diferentes fenómenos físicos como estructuras, fluidos y calor en un único modelo. Esto permite analizar cómo interactúan estas variables durante el funcionamiento del producto. Por ejemplo, BMW utilizó simulaciones acopladas para optimizar el sistema de refrigeración de baterías, mejorando así la eficiencia térmica en un 10 %. Esta integración es crucial para realizar un diseño más robusto y eficiente.
¿Qué tipo de análisis dinámico se puede realizar con NX Nastran?
NX Nastran permite realizar varios tipos de análisis dinámico, incluyendo respuesta en frecuencia, análisis de choque y fatiga. Estas capacidades son fundamentales para entender cómo un componente reaccionará a cargas variables o impactos. Por ejemplo, la NASA usó análisis de choque para validar la estructura de un satélite antes de su lanzamiento, asegurando que pudiera soportar las vibraciones durante el despegue. Esto ayuda a prevenir fallos y optimizar el diseño.
¿Qué es el prototipado virtual y cuáles son sus beneficios?
El prototipado virtual es una metodología que permite validar diseños y ensamblajes completos en un entorno digital antes de construir prototipos físicos. Esto reduce significativamente los costos y el tiempo de producción. Por ejemplo, SKF reportó una disminución del 60 % en costos de prototipado al utilizar simulaciones virtuales. Además, permite realizar pruebas en condiciones extremas sin riesgos, mejorando la calidad del producto final.
¿Cómo se lleva a cabo la optimización de diseño paramétrica en NX?
La optimización de diseño paramétrica en NX se realiza mediante la variación sistemática de parámetros geométricos y materiales para encontrar configuraciones óptimas. Utilizando algoritmos de muestreo y metamodelización, el módulo de Design Exploration permite ejecutar múltiples iteraciones de diseño de manera eficiente. Este proceso no solo ahorra tiempo, sino que también garantiza que los cambios se integren automáticamente en el modelo, manteniendo la trazabilidad y reduciendo el riesgo de errores.
¿Qué capacidades tiene NX CFD para la simulación de fluidos?
NX CFD ofrece capacidades avanzadas para simular flujos de fluidos, incluyendo la modelación de flujos incompresibles y compresibles, así como fenómenos de convección. Su funcionalidad de malla adaptativa mejora la resolución en áreas críticas, y el modelado de interacción fluido-estructura permite realizar análisis acoplados. Por ejemplo, Volvo redujo el arrastre aerodinámico de un prototipo en un 12 % utilizando NX CFD, destacando su efectividad en el diseño de carrocerías.
¿Cómo se asegura la precisión en las simulaciones de NX?
La precisión en las simulaciones de NX se asegura mediante la integración de múltiples módulos de simulación que permiten realizar análisis complejos y acoplados. Por ejemplo, la combinación de análisis estructural y térmico permite obtener resultados más realistas y aplicables a situaciones del mundo real. Además, al estar enlazado directamente con el modelo CAD, se minimizan errores de importación y se mejora la consistencia de los datos, garantizando simulaciones más precisas.