A indústria automotiva afeta nossa vida cotidiana de muitas maneiras diferentes. Desde o impacto direto sobre nós com a segurança e o conforto de nossas viagens diárias até o efeito de longo prazo sobre a sustentabilidade e o futuro do nosso planeta, o esforço para desenvolver produtos melhores é uma meta sem fim. Neste contexto, a simulação e a prototipagem virtual são extremamente benéficas, desde a concepção ao design, engenharia e muito mais.
Neste blog e na apresentação, nos concentramos em um subconjunto das soluções de Simulação que nós da SOLIDWORKS oferecemos aos nossos clientes da Indústria Automotiva, com foco em Análise de Elementos Finitos (FEA) e Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD).
Na simulação de tensão estrutural usando FEA e o projeto e engenharia de peça em estágio inicial, um aro de roda de carro, por exemplo, onde uma análise estática linear junto com recursos para Design de Experimentos (DoE) e otimização de topologia de possibilidade pode ser muito útil. Para o analista, pense em uma simulação de teste de acidente de carro, um exemplo de análise dinâmica não linear adequada para um solucionador explícito. Entre esses casos extremos, inúmeros estudos FEA podem ser imaginados como fadiga e durabilidade dos componentes individuais e vibração e aplicações dinâmicas lineares, como a resposta harmônica do motor em uma faixa de frequência à vibração aleatória do sistema de suspensão sob o condições determinísticas das estradas.
Usando CFD, você pode simular a aerodinâmica do corpo, para o nível de conforto dos passageiros sentados no interior, para o fluxo de fluido e gerenciamento térmico do motor e as baterias nos EVs. A simulação de moldagem por injeção de plástico pode ajudar o projetista e o fabricante do molde a evitar possíveis defeitos, como projeções curtas, marcas de afundamento e empenamento excessivo, além de melhorar os projetos do produto para capacidade de fabricação. Outras áreas podem ser simuladas, incluindo eletromagnética, simulação de sistema multi-corpo e a combinação de diferentes tipos de análise em multi-física.
As soluções de desktop do SOLIDWORKS Simulation para FEA, CFD e Plastics são totalmente integradas ao ambiente CAD e fornecem aos designers e engenheiros ferramentas fáceis de usar que podem lidar com aplicativos convencionais extremamente bem. Amplos conjuntos de soluções estão disponíveis, e o primeiro foco é a facilidade de uso, abrindo o Simulation para muitos que podem não ter usado a simulação antes ou feito apenas em um nível muito básico. Nosso portfólio de produtos da plataforma 3DEXPERIENCE se distingue por sua escalabilidade, nuvem e potência. Estruturados em diferentes funções, eles fornecem ferramentas de simulação escalonáveis que funcionam em um único ambiente de nuvem.
Comparando nosso desktop SOLIDWORKS Simulation e as soluções em nuvem 3DEXPERIENCE Works, há grandes diferenças, pequenas diferenças e semelhanças. A grande diferença é, obviamente, desktop versus plataforma e tudo o que a plataforma traz em termos de colaboração e nuvem.
Em termos de tecnologia e números de bastidores, o SOLIDWORKS Plastics Simulation e o Plastic Injection Engineer usam a mesma tecnologia subjacente. No CFD, o Flow Simulation e o Fluid Dynamics Engineer resolvem os PDEs Navier-Stokes e as equações governantes e cobrem muitas aplicações semelhantes, mas têm diferenças em áreas como metodologia de malha e tipos de elementos, captura da camada limite e alguns modelos de turbulência.
Continuando com o tema CFD, a outra solução oferecida pela nossa marca SIMULIA utiliza o chamado Método Lattice Boltzmann (LBM). Isso é mais adequado para problemas altamente transitórios, também para peças móveis.
No vídeo abaixo, você vê água espirrando no tanque de um caminhão em movimento. Embora este vídeo mostre a solução usando XFlow e a abordagem LBM, você também pode executar esse problema com a simulação de fluxo baseada em Navier-Stokes e o engenheiro de dinâmica de fluidos usando a abordagem Volume of Fluid VOF, embora com uma malha diferente.
Fazendo FEA e análise de tensão, o Structural Performance Engineer é especialmente adequado para problemas altamente não lineares, sejam materiais, geométricos ou não linearidades de contato. Isso ocorre porque ele usa a tecnologia ABAQUS subjacente, com seu solucionador altamente eficiente, diversos modelos de materiais e variedade de tipos de elementos com diferentes formulações. Para aplicações de curta duração, como impacto, colisão, teste de queda e teste de colisão, o solucionador explícito ABAQUS é usado na função de Engenheiro de Mecânica Estrutural.
De uma perspectiva de engenharia de projeto, e para todas as nossas funções de simulação, um fluxo de trabalho típico é mostrado acima, neste caso, para um projeto de exaustão. Lendo a geometria CAD e fazendo alguma preparação de modelo para Simulação, se necessário, você especifica o cenário operacional impondo condições de contorno apropriadas; fazer com que o programa gere a malha; execute o trabalho localmente no desktop ou remotamente na nuvem; e pós-processar os resultados. Para melhorar suas alternativas de projeto e estudo, você faz alterações, com o programa atualizando automaticamente a configuração da simulação e re-malhando, resolvendo e pós-processamento. Você itera por meio desse processo até ficar satisfeito com seu design.
A indústria automotiva tem muitas aplicações adequadas para simulação, especialmente FEA e CFD. Designers, engenheiros e analistas podem usar nossas diversas soluções para esse fim, tanto no desktop quanto na nuvem. A plataforma 3DEXPERIENCE, com suas várias funções em um ambiente unificado, pode ajudá-lo a atingir seus objetivos ao fazer simulações mais realistas com facilidade, precisão e eficiência.