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Prever com precisão a resistência e a durabilidade é crucial, especialmente em veículos elétricos, onde baterias pesadas alteram a distribuição de massa e criam novas cargas. Como engenheiros, buscamos um equilíbrio entre componentes duráveis, custo e peso do material.
Durante esse processo, lidamos com grandes quantidades de dados de diversas fontes. Porém, sabemos como integrá-los de forma eficiente? Apesar de muitas informações, podemos não saber qual método de análise de fadiga é mais adequado.
Os resultados dos testes, geralmente representados por valores de tensão em imagens coloridas após a inserção de cargas, geometria e dados de material, nem sempre são claros sobre a força e a fadiga da estrutura.
Metodologia de Fadiga CAE para Otimização de Projeto e Validação Virtual
Usando metodologia de fadiga CAE para otimização de projeto e validação virtual
Há uma diferença significativa entre como as cargas e eventos afetam a estrutura como um todo e os componentes individuais. Mesmo após longos processos de análise, pode ser necessário identificar quais eventos e cargas contribuem para os danos.
Desafios Comuns:
Cargas na Estrutura: Múltiplas cargas atuam sobre um carro, como a excitação independente de cada roda pela estrada, criando situações de carregamento multiaxial. Influências externas, como temperatura e oxidação, também devem ser consideradas. Como você consegue e mede essas cargas?
Tensões e Deformações: Para entender a fadiga, é crucial conhecer as tensões e deformações na estrutura. Como você transforma as cargas medidas ou simuladas e a geometria local em tensões e deformações que afetam a estrutura?
Efeito do Processo de Fabricação: O processo de fabricação pode alterar as propriedades básicas de fadiga do material. Acabamentos superficiais ou soldagem durante a montagem criam tensões residuais que influenciam o comportamento do material. Seus experimentos consideram todas essas influências?
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Um processo de resistência e durabilidade de ponta a ponta.
Metodologia de Fadiga CAE para Otimização e Validação
Simples, mas abrangente. A análise de fadiga utilizando metodologia CAE pode ser facilitada com a integração de dados de cargas reais e predição. A obtenção de dados de carga pode ser feita através de medições ou simulações, sendo crucial integrar esses dados com a geometria para uma análise precisa de resistência e durabilidade.
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A predição de cargas pode ser simplificada integrando o fluxo de dados no Simcenter 3D Motion, permitindo uma análise completa de durabilidade ao selecionar o componente e executar a predição de cargas.
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Benefícios:
Importação direta de resultados do Simcenter 3D Motion
Formatos de dados de carga típicos da indústria suportados
Superposição de centenas de canais de carga medidos ou simulados e resultados de elementos finitos
Ciclos de Trabalho Complexos
A análise de eventos específicos, como modos de torção ou parafusamento, pode ser feita diretamente a partir dos resultados de elementos finitos, considerando a não-linearidade do material e/ou geometria.
Resultado FE
Para aquisição de cargas (ou previsão de terceiros):
Abertura para formatos de arquivo, histórico de tempo de carregamento e FE
Interface inteligente para conectar automaticamente canais e casos de carga
Casos estáticos e pré-estresse
Adapte-se automaticamente aos re-cálculos
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Para componentes submetidos a cargas de frequência, como baterias, a simulação de eventos aleatórios e harmônicos é essencial para cobrir todas as condições de carga.
A combinação eficiente desses eventos em um ciclo de trabalho é facilitada pelo Simcenter 3D, permitindo a criação e ativação de eventos de carga diretamente na interface gráfica ou a partir de uma planilha.
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Eventos do Ciclo de Trabalho 3D do Simcenter 3D:
Combine qualquer um dos eventos de carregamento
Crie na GUI ou automaticamente a partir de uma planilha
Ativação/desativação simples (também a partir de uma planilha)
Ordem do evento: escolha contabilizar a ordem do evento ou ignore-a
A integração dos dados de materiais nos modelos FE é simplificada no Simcenter 3D, permitindo herdar propriedades de materiais ou utilizar ferramentas de estimativa. Métodos avançados consideram influências locais e processos de manufatura.
1. Integração no FE: Herdar material do FE
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2. Se os materiais FE não incluírem dados de fadiga: Use ferramentas de estimativa – reutilizando E, Rm, se disponíveis.
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3. Alternativamente, use material do banco de dados de materiais, especialmente para soldagens.
Adicione materiais com base na configuração FE
4. Verifique novamente traçando os dados
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5. Repita para cada material (se herdado, isso é feito automaticamente)
Para configurar a análise de fadiga de maneira eficaz, é essencial agrupar logicamente os parâmetros em objetos de simulação, utilizando templates que garantam a consistência e robustez do processo. O uso de solvers inteligentes que selecionam os melhores métodos com base nos dados disponíveis é fundamental.
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Pós-processamento dos Resultados
Compreender os resultados da análise de fadiga é crucial para identificar as causas das falhas e melhorar o design. Ferramentas avançadas permitem analisar detalhadamente os ciclos de trabalho, identificar áreas críticas e correlacionar simulações com testes reais. A análise local inteligente ajuda a reduzir cargas e melhorar o fluxo de cargas no sistema.
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Utilizando essa abordagem integrada e simplificada para a análise de fadiga, é possível realizar otimizações de design mais rápidas e precisas, garantindo uma melhor compreensão e melhoria contínua dos produtos.
Para garantir a durabilidade e a resistência de componentes em geral, a CAEXPERTS oferece uma metodologia CAE avançada de analise de fadiga para otimização de projeto e validação virtual. Integrando dados de cargas reais e simulações, simplificando a análise de durabilidade e facilitando a predição precisa de cargas. Agende uma reunião com a CAEXPERTS para descobrir como podemos ajudar a transformar seus processos de análise e garantir resultados mais robustos e eficientes para seus projetos.