Em um momento cuja tecnologia tem sido a protagonista em tudo o que é executados ao redor do planeta, o método a ser apresentado é um dos principais processos de simulação na engenharia.
Os processos de engenharia estão buscando inovações e se tornando mais complexos a cada dia. Existem processos que são muito difíceis de reproduzir para realizar testes que visam à otimização, por isso, a simulação entra como recurso interessante, já que é possível simular diversos parâmetros e situações, como conformação mecânica, processos de transferência de massa e energia, entre outros, o que promove a solução de diversos gargalos e erros na produção do produto. O universo da simulação engloba diversos métodos de resolução e incontáveis softwares específicos para cada área. Neste artigo, será abordado o método dos elementos finitos, e o software Abaqus, que é utilizado para simular processos de conformação mecânica.
O Método dos elementos finitos é um método numérico de simulação computacional, baseado na discretização do sistema em estudo, que serve para analisar o comportamento de operações e produtos e assim, melhorá-los, a partir dos resultados obtidos no pós-processamento. O método consiste em desenvolver uma geometria que represente seu processo ou produto e dividir em pequenos elementos interligados por nós, conjunto denominado de malha. Após definir condições de contorno, propriedades e contato entre os componentes, coloca-se a simulação para “rodar” e obter os resultados. A etapa de pós-processamento resume-se em analisar os resultados obtidos com a simulação através de dados e figuras. Pode-se analisar deformação efetiva, tensão, força aplicada, dentre outras propriedades, em vários tempos diferentes do processo e criar “mapas” da solicitação com escalas de cores.
A conformação mecânica, que geralmente trata de casos onde ocorrem grandes deformações mecânicas, utiliza o método dos elementos finitos, pois este fornece resultados próximos da realidade, dentro dos problemas encontrados nesta disciplina. Um exemplo de software que pode ser utilizado para esta aplicação é o Abaqus, que é um software comercial, que possui licença gratuita para estudantes. Nele é possível criar geometrias de moldes e matrizes utilizados em diversos processos como fundição, laminação e forjamento. Ele também fornece diversos resultados dispostos em mapas de cores como citado anteriormente, a respeito de deformação efetiva, tensão em cada ponto da peça no decorrer do tempo, entre outros, que podem ser utilizados para analisar pontos de possíveis falhas durante o processo, e assim, melhorá-los.
No vídeo a seguir, você pode ver uma série de exemplos da aplicação desse método e como o uso dele é amplo.
Os exemplos demonstrados no vídeo foram feitos pela equipe de Modelagem do EC2 usando os solucionadores implícitos e explícitos do Abaqus.
Artigo escrito por Larissa Caroline, conselheira consultiva na Usina Jr e graduanda do 9º período de Engenharia Metalúrgica na UFMG