Engenharia Assistida por Computador: o que é e como funciona?
O uso de simulações computacionais na área da engenharia tem-se tornado essencial para garantir a qualidade e eficiência no desenvolvimento de produtos de engenharia. Por meio da simulação computacional, a indústria consegue criar cenários e prever possíveis riscos que podem prejudicar a sua operação.
Ao identificar possíveis falhas, é possível desenvolver estratégias e adotar ações para impedir que aconteçam ou, no mínimo, evitar que os dados sejam prejudiciais para o negócio. Para entender melhor o que é Engenharia Assistida por Computador e como ela funciona, continue lendo este artigo.
O que é Engenharia Assistida por Computador (CAE?)
A Engenharia Assistida por Computador, também conhecida como Computer Aided Engineering (CAE), é uma ferramenta que auxilia as empresas do setor de engenharia no desenvolvimento e aperfeiçoamento de produtos.
Com o suporte do computador, os profissionais podem realizar diferentes análises, como:
- Análises estáticas
- Análises de fluidos
- Análises dinâmicas
- Análises térmicas
- Análises eletromagnéticas
- Análises acústicas
A partir dessas avaliações, as empresas conseguem alcançar diversos benefícios, como a redução de custos e de tempo na elaboração do projeto, aumento da produtividade, facilidade na detecção de erros e auxílio na identificação de soluções.
Com a ajuda da Engenharia Assistida por Computador, os profissionais de engenharia podem criar protótipos virtuais dos produtos. A geometria do item é inicialmente elaborada em um software de Computer-Aided Design (CAD) e importada para os sistemas de CAE.
Etapas da simulação computacional
Na primeira etapa, são definidas características como materiais, interações com elementos externos, forças aplicadas, fixações, temperaturas, entre outras.
Análise estrutural em uma cadeira
A fase de processamento é a etapa em que o computador irá efetivamente realizar os cálculos gerando arquivos onde os resultados ficam disponíveis para a etapa de pós-processamento.
Os dados obtidos são analisados usando ferramentas de visualização e diagnóstico, de forma que os profissionais de engenharia podem avaliar o comportamento do modelo verificando se este pode ser aprovado ou se há a necessidade de alterações no projeto.
As ferramentas de CAE podem ser utilizadas para diferentes fins:
- Auxiliam na elaboração de projetos
- Análise e avaliação de produtos
- Teste de possíveis melhorias
- Investigação de falhas
- Adaptação e otimização de produtos e equipamentos
As técnicas de análise na Engenharia Assistida por Computador podem ser realizadas a partir de diferentes métodos. Os mais usados são Análise por Elementos Finitos (FEA) e Fluidodinâmica Computacional (CFD).
A análise por elementos finitos é uma técnica de resolução numérica baseada na consideração que um número infinito de variáveis desconhecidas seja substituído por um número limitado de elementos de comportamento bem definido. O método pode ser aplicado em problemas de análise estrutural por meio da obtenção de deslocamentos, deformações e tensões, e também permite representar diversos cenários e avaliar o desempenho de produtos com a aplicação de critérios de resistência, rigidez ou fadiga.
Já a fluidodinâmica computacional realiza a simulação de processos físicos e/ou químicos que apresentam escoamento. Os softwares de CFD podem ser aplicados em sistemas que tenham a presença de diferentes tipos de fluidos – água, óleo, ar, petróleo, entre outros – e atuam na predição de campos de concentração, velocidade, pressão, temperaturas, propriedades turbulentas, processos químicos, combustão, etc.
Simulação Fuidodinâmica Computacional (CFD)
Veja como é todo processo de implantação de software para simulação, neste e-book.
Vantagens da Engenharia Assistida por Computador
As ferramentas de Engenharia Assistida por Computador podem ser utilizadas por diferentes indústrias – construção civil, metal-mecânica, turbomáquinas, aeroespacial, automotiva, aeronáutica, óleo e gás, naval e offshore, eletrônica, entre outros – e proporcionam benefícios no desenvolvimento de produtos como:
– Maior eficiência, confiabilidade e qualidade, pois permite prever possíveis erros e corrigi-los antes da fase de prototipagem ou produção em grande escala.
– Redução nos custos, uma vez que a simulação é mais barata que o desenvolvimento de protótipos.
– Permite realizar alterações no projeto rapidamente.
– Diminui o tempo empregado no desenvolvimento do produto/equipamento.
– Elimina ou reduz a quantidade de protótipos de testes a serem construídos.
– Auxilia na verificação do produto quanto à funcionalidade, encaixes e design, permitindo a reavaliação sempre que necessário.
– O sistema computadorizado permite que um projeto seja testado e corrigido quantas vezes forem necessárias, evitando a construção de protótipos físicos, que demandam mais tempo e permitindo que o projeto seja colocado para rodar o quanto antes.
– Aumenta a competitividade.
A Engenharia Assistida por Computador fortalece a empresa, aumentando sua confiança ao projetar e desenvolver novos produtos e soluções.
Conheça as aplicações CAE
A Engenharia Assistida por Computador pode ser aplicada em diversos objetivos na indústria e na engenharia. Conheça algumas das aplicações:
- Análise de tensão na montagem de componentes usando FEA
- Análise Dinâmica de Multicorpos (MBD) e Cinemática
- Simulação de processos nos Processos de Fabricação
- Análise Térmica e do Fluxo de Fluidos usando CFD
- Otimização de desenvolvimento de produto
- Análise e identificação de inconformidades
- Otimização da documentação do processo
- Análise de segurança nas montagens.
Softwares CAE
Atualmente estão disponíveis no mercado nacional e internacional diferentes sistemas de Engenharia Assistida por Computador. Os programas da Ansys, empresa líder mundial em softwares de simulação para engenharia, apresentam soluções para diferentes aplicações (dinâmica dos fluidos computacional, mecânica estrutural, eletromagnetismo, simulação multifísica, entre outros).
O uso desses sistemas dá agilidade à área de projetos das empresas, pois permitem que grande parte dos protótipos e ensaios de laboratórios sejam substituídos por simulações virtuais. Ainda auxilia o profissional da engenharia a realizar um número muito maior de testes em curto tempo e reduz os gastos com os projetos. O resultado final é o aumento da competitividade e produtividade para as empresas.
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