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?
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.
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.
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
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.
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
2. Se os materiais FE não incluírem dados de fadiga: Use ferramentas de estimativa – reutilizando E, Rm, se disponíveis.
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
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.
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.
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.