conteúdos
links
tags
Investigação
Investigação do Departamento de Engenharia Mecânica
UA quer tornar mais eficiente a modelação e simulação numérica em processos industriais
O investigador João Caseiro
Na produção de componentes com geometrias complexas para a indústria automóvel e aeronáutica é necessária a utilização de técnicas avançadas de modelação tridimensional em computador antes do produto final ser desenvolvido. No entanto, na grande maioria dos casos práticos, o tempo gasto na preparação desses modelos computacionais é largamente superior aos próprios tempos de análise em engenharia. É com o objetivo de tornar essa ligação entre modelação e cálculo estrutural mais automática e rápida que João Caseiro, investigador do Departamento de Engenharia Mecânica (DEM) da Universidade de Aveiro (UA), tem vindo a desenvolver modelos computacionais que permitirão tornar mais eficiente a modelação e simulação numérica de processos industriais de estampagem em chapa metálica.

Atualmente existe uma separação entre os conceitos de Design Auxiliado por Computador (Computer Aided Design, CAD) e Engenharia Auxiliada por Computador (Computer Aided Engineering, CAE). Esta separação deve-se ao facto das geometrias idealizadas pelos designers necessitarem de ser tratadas, e em muitas situações simplificadas, pelos engenheiros de modo a que estes consigam obter um modelo numérico sobre o qual possam realizar cálculos estruturais.

Por esta razão, a etapa de geração de um modelo adequado para a simulação numérica de produtos complexos e com um número elevado de componentes pode chegar a ocupar até cerca de 60 por cento do tempo total do projeto, com impactos enormes no setor produtivo e no tempo de lançamento de novos produtos para o mercado.

De modo a colmatar esta falha, foi introduzido em 2005 o conceito de Análise Isogeométrica (Isogeometric Analysis, IGA), segundo o qual as simulações numéricas são realizadas diretamente com base na informação geométrica fornecida pelo designer, facilitando assim a comunicação entre os mundos do CAD e do CAE. O método IGA apresenta ainda vantagens em termos de cálculo sobre os métodos clássicos de simulação, tais como o Método dos Elementos Finitos, particularmente em setores tecnológicos de ponta como a indústria automóvel e a da aeronáutica.

“As grandes vantagens da IGA serão a diminuição do tempo necessário para criar os modelos numéricos devido à ligação que se pretende estabelecer entre os mundos do CAD e CAE, o facto de poderem apresentar resultados superiores em diversos tipos de problemas, tais como problemas que envolvam contacto entre diferentes componentes, e, por fim, a possibilidade de reproduzir, nos modelos numéricos, geometrias bastante complexas de forma exata”, explica João Caseiro.

Trabalho pioneiro em Portugal

No grupo de investigação GRIDS do DEM, João Caseiro, estudante de doutoramento, encontra-se de momento a desenvolver modelos computacionais que permitirão tornar mais eficiente a modelação e simulação numérica de processos industriais de estampagem em chapa metálica. O trabalho do investigador é mesmo o único projeto a nível nacional em IGA completamente financiado pela FCT para aplicações industriais.

Um exemplo dessa aplicabilidade, aponta o investigador, poderá acontecer na indústria automóvel “na obtenção de um dado componente, tal como um capô, em que o processo de estampagem pode conduzir ao aparecimento de rugas indesejáveis”. Mais uma vez, sublinha João Caseiro, “neste tipo de indústria é bastante importante reduzir o tempo de criação do modelo numérico através da ligação entre os modelos CAD e CAE”.

Mas outras áreas industriais poderão perfilar-se no uso das ferramentas computacionais desenvolvidas no DEM. ”Tratando-se de um modelo numérico, este poderá ser aplicado a outro tipo de indústrias que utilizem estruturas do tipo casca, como por exemplo na engenharia civil”, antevê o investigador.

Os primeiros resultados do trabalho do grupo já foram publicados e os modelos computacionais desenvolvidos foram inclusive adotados por centros de investigação internacionais, como é o caso da Universidade de Pavia (Itália), o que permitirá dar uma ainda maior projeção à investigação pioneira desenvolvida na UA.

A investigação está integrada num projeto financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia e tem como investigador responsável Robertt Valente, professor do DEM.

 

imprimir
tags
outras notícias