Manual de Prácticas en Working Model 3D

Este manual fue elaborado como apoyo para el curso de Mecanismos de la Escuela Politécnica del Ejercito, para facilitar la visualización de sistemas mecánicos.

Antes de comenzar con las prácticas se describirán algunas de las principales funciones en las barras del Working Model 3D:

Barra

Inicia un archivo nuevo

Abre un archivo existente

Graba el archivo actual

Remueve la parte o partes que se hayan seleccionado anteriormente para posicionarlas en el lugar deseado

Copia la parte o partes seleccionadas

Inserta en pantalla lo que se haya copiado anteriormente. Este comando solo funciona cuando se haya copiado o cortado algún objeto antes.

Deshace la última acción que se haya efectuado. Para regresarse a acciones anteriores basta con presionar varias veces el icono hasta deshacer la operación deseada.

Vuelve a realizar alguna acción u operación deshecha con el “Undo”.

Barra

Permite localizar la geometría en cualquier parte de la pantalla situando el mouse sobre lo que se desee mover y manteniendo presionado el botón izquierdo.

Permite hacer un zoom dinámico manteniendo el botón derecho del mouse presionado y moviendo hacia arriba o abajo el mismo dependiendo de lo que se desee, ya sea alejar o acercar la imagen.

Permite rotar alrededor de la geometría, la forma en que funciona es la misma manera en que opera el zoom dinámico.

Barra

Selecciona alguna parte y objeto del modelo.

Este icono nos permite un movimiento que se limita al plano perpendicular al grid que tengamos.

Este icono rota el objeto o parte seleccionada alrededor del centro de masa del mismo.

Barra

Dibuja cajas o bloques, el tamaño y posición original puede ser modificado posteriormente en las propiedades del objeto.

Dibuja y extruye polígonos, las propiedades pueden ser modificadas al igual que el bloque.

Crea esferas, las propiedades se pueden modificar al igual que los anteriores.

Crea cilindros, con propiedades modificables.

Este icono crea planos. Este icono es de gran utilidad ya que el WM 3D necesita un plano como referencia para cada restricción que queramos aplicar, más adelante le será más claro a que nos referimos con estos planos

Sirve para aplicar fuerzas en los objetos creados, la magnitud y sentido se especifican en sus propiedades

Sirve para aplicar un par y al igual que la fuerza en sus propiedades se especifica su eje de aplicación y su magnitud.

Una vez que se ha descrito en forma general las barras de operación del Working Model 3D con cada uno de sus iconos podemos comenzar a realizar las modelos de los problemas.

Problema 1 Sistema masa-resorte-amortiguador

Para comenzar elaboraremos un sencillos modelo que consistirá de un bloque con una masa m y un resorte-amortiguador.

Paso1. Crear la base del resorte, en este caso la masa y la geometría no tienen importancia ya que estará fijo deteniendo el resorte y el bloque.

Algo que nos puede ayudar a tener una idea del tamaño de las geometrias que estamos creando es utilizando el grid, este podemos hacer que aparezca presionando grid y posteriormente show grid.

Problema 2 Giroscopio

Mecanismos

Working Model 3D

Working Model 13

Algo que nos puede ayudar a tener una idea del tamaño de las geometrías que estamos creando es utilizando el grid, este podemos hacer que aparezca en la grid y posteriormente grid settings ,el tamaño de cada cuadro del grid es de 0.04 m.

Una vez que tenemos el grid dibujaremos un bloque delgado.

Como se había mencionado anteriormente la geometría, es decir, el tamaño no importan, pero la posición si importa. Esta puede modificarse en la ventana de propiedades que aparece presionando 2 veces el objeto, para que quede fijo el bloque tenemos que activar el Anchored que está en la parte inferior de la ventana. El nombre del objeto se puede asignar en la pestaña Appearance.

Posteriormente creamos el bloque, el tamaño y la posición no importan ya que posteriormente se modificarán.

Le asignamos el nombre de bloque, posicionamos el bloque en el origen (0,0,0) y le asignamos un valor de 1 kg de masa al bloque.

Una vez que tengamos los bloques en el lugar indicado, tenemos que generar dos planos en cada bloque para posteriormente unirlos con el resorte. Para generar los planos es necesario oprimir el icono para generar los planos y manteniendo presionada la tecla “Ctrl” dar un click en el objeto. Esto se tiene que repetir cada que se quiera tener un plano que esté referido a algún objeto.

Posteriormente le asignamos un nombre a cada plano y el la pestaña nombrada “Position” le asignamos valores de ceros en todas las casillas. Esta pestaña indica la posición del plano con respecto al objeto que está creado, la pestaña "World Pos” indica la posición respecto al sistema coordenado global del problema.

Para crear el resorte seleccionamos cualquiera de los dos bloques y presionamos “create constraint”. Posteriormente tenemos que seleccionar los planos referidos a cada uno de los objetos y seleccionar la opción de un resorte/amortiguador lineal.

En las propiedades del resorte podemos asignarle la longitud original del resorte para indicar que está comprimido o estirado. También se puede simular un resorte y/o amortiguador no lineal e indicar sus valores de sus respectivas constantes.

Aquí también podemos definir si únicamente tendremos un resorte, un amortiguador o una combinación de ambos.

Este es el modelo final es el mostrado en la figura.

Para ver su comportamiento podemos correr el modelo presionando el icono verde de “Run” que se encuentra en la parte inferior de la pantalla.

Podemos generar una gráfica que nos muestre la posición del bloque seleccionándolo y posteriormente en Measure seleccionar Position.

Por último nuevamente corremos el modelo.

Podemos ver en la gráfica su comportamiento y observar la variación de su comportamiento en caso de que se desee modificar los parámetros en el sistema.

Damos doble clic en cualquiera de los cuerpos, ingresamos la velocidad angular para cada uno, y corremos el programa.

Creamos una unión esférica entre los dos planos

Creamos una nueva ventana y seleccionamos los dos últimos planos teniendo aplastada la tecla shift

Pocedemos a crear dos planos, uno de estos deberá estar en la base del cilindro y otro en las coordenadas 0,0,0. con respecto al mundo

Seleccionamos el tipo de unión que existirá entre los dos planos, y procedemos a unirlos

Una vez creado los planos, colocamos en ángulo que deseemos, entonces este ángulo será con el que se unan las dos figuras.

Procedemos a crear los planos, tanto en la barra como en la rueda.

Creamos tanto la barra como el disco para iniciar a diseñar el giroscopio