Conheça os principais softwares de simulação e suas aplicações
Postado em: 11 / 11 / 2012
Eduardo Camargo
Eduardo Camargo
Os softwares CAE (Computer Aided Engineering ou Engenharia Auxiliada por Computador) são ferramentas que auxiliam os engenheiros na tomada de decisões com relação aos seus projetos/processos. Essas soluções podem ser integradas aos sistemas CAD ou sistemas independentes, mas hoje todas têm capacidade para ler pelo menos padrões de arquivo neutros como o STEP, IGES entre outros.
Para facilitar a compreensão sobre como os softweares CAE funcionam vamos dividi-los em dois tipos de simulação:
* Simulações aplicadas ao produto
* Simulações aplicadas ao processo
As simulações aplicadas ao produto são ferramentas que permitem utilizar o MEF – Método dos Elementos Finitos para simular o comportamento do protótipo digital como se o produto estivesse em uso, verificando volumes finitos, dinâmica de multicorpos do produto no ambiente virtual e assim tomar decisões para otimizar os projetos.
As simulações aplicadas ao produto, por sua vez, podem ser divididas em dois grupos:
* Análise de Elementos Finitos – FEA
* Dinâmica de Fluidos – CFD
A Análise de Elementos Finitos consiste na análise de componentes pelo MEF – Método dos Elementos Finitos. A subdivisão da estrutura em elementos menores e finitos permite analisar a estrutura como um todo. A partir dessa subdivisão é possível calcular facilmente a rigidez de cada elemento e de toda a estrutura e assim determinar como ela se comportará quando exposta a certo esforço externo.
Entre as aplicações do MEF podemos destacar
*Análise Estática Linear
* Análise Estática Não-Linear
* Análise de Fadiga
* Análise de Frequência (Modal)
* Análise de Resposta em Frequência (Harmônica, Randômica, PSD)
* Análise Dinâmica
* Análise de Impacto (“Drop Test” e “Crash Test”, por exemplo)
* Análise Térmica
* Otimização Estrutural
Obs.: A Otimização estrutural é feita com base na análise dos resultados.
Quanto aos softwares para MEF podemos destacar soluções integradas aos sistemas CAD e soluções independentes:
Soluções integradas aos sistemas CAD
*DS SolidWorks Simulation
*DS Catia Simulia
*Siemens NX CAE
*Siemens NX Ideas
*Siemens Solid Edge Simulation
*Autodesk Inventor Simulation
*PTC Pro-Mechanica
Soluções independentes
*Siemens FEMAP
*Siemens NX Nastran
*MSC SimXpert
*MSC Nastran
*MSC Patran
*DS Simulia Abaqus
*T-Systems Medina
*Altair HyperWorks
*Intes Permas
*FE-Design Tosca Strutucture
*ECS FEMFAT
*LSTC Ls-Dyna
*Ansys Classic
*Ansys Workbench
*Autodesk Algor Simulation
Dinâmica de Fluidos
Permite estudar o comportamento dos fluidos quando passam pelo produto. Da mesma forma que na Análise de Elementos Finitos, a estrutura é dividida em inúmeras partes menores conhecidas e calculáveis. Assim permite calcular o comportamento dos fluidos.
Entre as aplicações da Dinâmica de Fluidos podemos destacar
*Escoamento de Fluido Interno e Externo
*Estudo de Velocidade
*Estudo dos Campos de Pressão (“Pressure Drop”)
* Transferência de Calor/Resfriamento (Transiente e Estado Estável)
Exemplo
A Dinâmica de Fluidos pode ser usada, por exemplo, para se determinar o coeficiente de vazão de uma válvula ou a eficiência aerodinâmica de um veículo ou da asa de um avião ou a eficiência térmica de um produto. Muitos softwares permitem exportar os resultados dos campos de pressões dos resultados da análise de CFD e utilizá-los como dados de entrada para uma Análise de Elementos Finitos.
Quanto aos softwares para Dinâmica de Fluidos podemos destacar soluções integradas aos sistemas CAD e soluções independentes
Soluções integradas aos Sistemas CAD
DS SolidWorks Flow Simulation
Ansys Fluent for Catia
Flowmerics Flo-EFD
Soluções independentes
Autodesk Simulation CFD
Ansys CFD, Ansys Fluent
Flowmerics CFD
Caso especial
Quanto aos tipos de análises aplicadas aos processos, podemos considerar um caso especial de Dinâmica de Fluidos em que o fluido possui um comportamento não-Newtoniano. Ou seja, tem comportamentos tanto de sólido quanto de líquidos. Como exemplo de fluidos não-Newtonianos podemos citar: sangue, mel, mistura de amido de milho e água, plástico derretido para ser injetado, metal derretido entre outros.
Quanto à análise de processos podemos destacar
*Análise de Injeção Plástica (Preenchimento, Resfriamento, Contração, Linha de Preenchimento)
*Análise de Fundição (Preenchimento, Tensão Residual)
Em casos mais particulares existem softwares que simulam ainda processos de Soldagens, Extrusão, Conformação entre outros.
Quanto aos softwares podemos destacar
Autodesk MoldFlow
SolidWorks Plastics
Simpoe SAS Simpoe Mold
Magma Magma5
Eduardo Camargo é sócio-proprietário da Design Solutions. Estuda Tecnologia Mecatrônica e atua como especialista em simulação virtual e soluções para engenharia.
