Resistenge - Soluções em Engenharia

A simulação estrutural usando o método dos elementos finitos (MEF) é uma ferramenta de engenharia robusta para o diagnóstico estrutural e correções de falhas mecânicas, que quando efetivamente utilizada gera bons resultados técnicos e financeiros. A Resistenge tem experiência de mais 15 anos em aplicações de engenharia estrutural nas indústrias e em pesquisas, tendo trabalhado em mais de 150 projetos ao lado de grandes empresas que utilizam nossos serviços para desenvolver produtos seguros, competitivos e eficientes.

A análise estrutural por MEF é usada para avaliar o comportamento de estruturas e componentes mecânicos, sendo que a principal variável são os deslocamentos que a estrutura sofre, ou seja, pretende-se entender como a estrutura se deforma frente às solicitações decorrentes das condições de utilização. O método dos elementos finitos é uma ferramenta virtual que permite fazer a análise de tensões e de resistência da estrutura, com objetivo de verificar se a estrutura irá trabalhar com segurança nas diversas condições de trabalho a que será exposta, sem falhas estruturais devido ao escoamento, ruptura ou pelo surgimento de trincas de fadiga.

Nosso portfólio de serviços possui ferramentas para análise virtual de produtos, desde análises estáticas lineares e não lineares até análises dinâmicas, através das quais geramos resultados que possibilitam a previsão de vida em fadiga de produtos através de análises de fadiga, atendendo assim toda a gama de solicitações quanto à validação estrutural.

Análise Estática Linear

A Análise Estática Linear permite avaliar o comportamento de estruturas que tem comportamento linear, ou seja, existe a proporcionalidade entre cargas e deslocamento (o deslocamento aumenta na mesma proporção que a carga aplicada é aumentada). Este tipo de análise possibilita determinar os deslocamentos, tensões e coeficientes de segurança, quando a estrutura é submetida a carregamentos estáticos ou quase estáticos (variam lentamente, não havendo forças de inércia significantes). Os modos de falha que podem ser avaliados são falhas devido ao escoamento ou ruptura dos materiais, e também falhas por fadiga.

Análise Estática Não Linear

A Análise Estática Não Linear permite avaliar o comportamento de estruturas que tem comportamento não linear, ou seja, não existe a proporcionalidade entre cargas e deslocamento (o deslocamento aumenta de forma desproporcional conforme a carga externa é aplicada). Este tipo de análise possibilita determinar os deslocamentos, tensões e coeficientes de segurança, quando a estrutura é submetida a carregamentos estáticos ou quase estáticos (variam lentamente, não havendo forças de inércia significantes). Os modos de falha que podem ser avaliados são falhas devido ao escoamento ou ruptura dos materiais, e também falhas por fadiga. Outros modelos de falha que podem ser avaliados em análises não lineares geométricas e de material, é o colapso plástico e instabilidade de estruturas.

Análise Modal

A Análise Modal é usada para determinação dos modos e frequências naturais de estruturas e seus componentes, sendo estas características de extrema importância quando buscamos avaliar o comportamento de estruturas que estão submetidas a cargas que variam no tempo. A resposta dinâmica é obtida pela relação de suas características dinâmicas (frequências naturais) e as frequências de excitação. A análise modal por si só, não tem resultados quantitativos que ajudem na avaliação e definição técnica de um projeto, mas torna-se indispensável quando trabalhamos com análise dinâmica forçada, na qual a estrutura é excitada dinamicamente. Ela também é importante, quando queremos ter uma avaliação qualitativa quantos aos efeitos dinâmicos que uma estrutura poderá estar submetida, uma vez que quanto mais próximas estiverem as frequências naturais das frequências de excitação, maiores serão os efeitos dinâmicos.

Análise Dinâmica Forçada

A Análise Dinâmica Forçada permite obter a resposta dinâmica em termos de deslocamentos e tensões, assim, possibilitando avaliar falhas devido ao escoamento ou ruptura dos materiais, e também devido a falhas por fadiga. Neste caso, é imprescindível o conhecimento do histórico e das frequências do carregamento externo imposto à estrutura, pois a resposta da dinâmica é dependente das frequências naturais e das excitações externas. Existem diferentes tipos de análises dinâmicas que podem ser executadas virtualmente, sendo as principais: a análise harmônica, quando o carregamento externo é periódico e simples (por ex. massa desbalanceada rotativa); a análise de vibração randômica, na qual o carregamento é aleatório, chamado de análise no domínio da frequência (espectro de carregamento de uma lavoura ou veículo em diferentes condições de trabalho) e análise transiente, quando o carregamento pode ser geral e a análise é resolvida no domínio do tempo.

Análise de Fadiga

A Análise de Fadiga é realizada em estruturas e componentes submetidos a cargas cíclicas, as quais podem levar ao surgimento de trincas nas peças, principalmente em componente soldados. O objetivo da análise de fadiga é avaliar a vida útil (coeficiente de segurança de fadiga / número de ciclos) nas diferentes condições de trabalho às quais a estrutura ou equipamento estará submetido. A Análise de Fadiga é uma ferramenta virtual muito importante para o desenvolvimento de projetos, pois possibilita avaliar a vida útil de forma rápida e com confiabilidade, ao contrário dos testes práticos que normalmente usados para validar o produto, os quais são demorados e pouco confiáveis quando não são usadas metodologias adequadas para a definição dos testes em campo. Análises de fadiga associadas a metodologias para definição de testes, são ferramentas indispensáveis para o adequado no planejamento e definição de testes para validação de produtos, seja em campo ou em bancadas, garantindo juntas, maior confiabilidade, menores custos e menores tempo de testes.

Estudos para Redução de Custos

Estudos de redução de custos visam maior eficiência estrutural (Peso x Resistência), resultados em ganhos financeiros diretos pela redução de matéria prima.

CICLO DE PROJETO COM UTILIZAÇÃO DE SIMULAÇÃO VIRTUAL (CAE)

Uma das grandes vantagens da simulação virtual é prever o comportamento estrutural de produtos, antes do seu lançado no mercado, e até mesmo, antes da fabricação do primeiro protótipo. Esta ferramenta apresenta seus melhores resultados quando utilizada ainda na fase de projeto, no entanto, a simulação virtual pode ser usada em qualquer etapa do desenvolvimento.

A ideia fundamental é prevenir falhas estruturais, muitas vezes ocasionadas devido a deficiências no conceito estrutural do projeto, o que em estruturas mais complexas, é impossível detectar e resolver sem o uso das tecnologias em engenharia estrutural.

Também é objetivo da simulação virtual corrigir falhas estruturais em equipamentos existentes de forma eficiente, evitando a recorrência destas falhas devido a atuar na causa raiz do problema, e agilizando o processo de correção.

 

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