Engenharia Assistida por Computador: o que é e como funciona?


O uso de simulações computacionais na área da engenharia tem-se tornado essencial para garantir a qualidade e eficiência no desenvolvimento de produtos de engenharia

A Engenharia Assistida por Computador, também conhecida como Computer Aided Engineering (CAE), é uma ferramenta que auxilia as empresas do setor de engenharia no desenvolvimento e aperfeiçoamento de produtos. Com o suporte do computador, os profissionais podem realizar diferentes análises – estáticas, de fluidos, dinâmicas, térmicas, eletromagnéticas, acústicas, entre outras – que proporcionam benefícios como a redução de custos e de tempo na elaboração do projeto, aumento da produtividade, facilidade na detecção de erros e auxílio na identificação de soluções.

Com a ajuda da Engenharia Assistida por Computador, os profissionais de engenharia podem criar protótipos virtuais dos produtos. A geometria do item é inicialmente elaborada em um software de Computer-Aided Design (CAD) e importada para os sistemas de CAE. Uma vez dentro dos sistemas, eles passam por diferentes procedimentos: pré-processamento, processamento e pós-processamento. Na primeira etapa, são definidas características como materiais, interações com elementos externos, forças aplicadas, fixações, temperaturas, entre outras.

Análise estrutural em uma cadeira Análise estrutural em uma cadeira A fase de processamento é a etapa em que o computador irá efetivamente realizar os cálculos gerando arquivos onde os resultados ficam disponíveis para a etapa de pós-processamento. Nessa última etapa, os dados obtidos são analisados usando ferramentas de visualização e diagnóstico, de forma que os profissionais de engenharia podem avaliar o comportamento do modelo verificando se este pode ser aprovado ou se há a necessidade de alterações no projeto.

As ferramentas de CAE podem ser utilizadas para diferentes fins: auxiliam na elaboração de projetos, na análise e avaliação de produtos, no teste de possíveis melhorias, na investigação de falhas, na adaptação e otimização de produtos e equipamentos, entre outras. Técnicas de análise A Engenharia Assistida por Computador pode ser realizada a partir de diferentes métodos, os mais comuns são Análise por Elementos Finitos (FEA) e Fuidodinâmica Computacional (CFD).

A análise por elementos finitos é uma técnica de resolução numérica baseada na consideração que um componente qualquer pode ser descrito por um conjunto de diversos pequenos componentes, denominados elementos, que apresentam geometria simples e comportamento físicos conhecidos. Geralmente é aplicada em campos como: mecânica estrutural, mecânica dos fluidos e eletromagnestimo.

Já a fluidodinâmica computacional realiza a simulação de processos físicos e/ou químicos que apresentam escoamento. Os softwares de CFD podem ser aplicados em sistemas que tenham a presença de diferentes tipos de fluidos – água, óleo, ar, petróleo, entre outros – e atuam na predição de campos de concentração, velocidade, pressão, temperaturas, propriedades turbulentas, processos químicos, combustão, etc.

Simulação Fuidodinâmica Computacional (CFD) Simulação Fuidodinâmica Computacional (CFD)

Vantagens
As ferramentas de Engenharia Assistida por Computador podem ser utilizadas por diferentes indústrias – construção civil, metal-mecânica, turbomáquinas, aeroespacial, automobilística, aeronáutica, oil & gas, naval e offshore, eletrônica, entre outros – e proporcionam benefícios no desenvolvimento de produtos como:

– Maior eficiência e qualidade, pois permite prever possíveis erros e corrigi-los antes da fase de prototipagem ou produção em grande escala;
Redução nos custos, uma vez que a simulação é mais barata que o desenvolvimento de protótipos;
– Permite realizar alterações no projeto rapidamente;
– Diminui o tempo empregado no desenvolvimento do produto/equipamento;
– Elimina ou reduz a quantidade de protótipos de testes a serem construídos;
– Auxilia na verificação do produto quanto à funcionalidade, encaixes e design, permitindo a reavaliação sempre que necessário;
Aumento da competitividade.

Softwares CAE
Atualmente estão disponíveis no mercado nacional e internacional diferentes sistemas de Engenharia Assistida por Computador. Os programas da ANSYS, empresa responsável por desenvolver softwares de simulação para engenharia, apresentam soluções para diferentes aplicações (dinâmica dos fluidos computacional, mecânica estrutural, eletromagnetismo, simulação multifísica, entre outros). As ferramentas ANSYS são comercializadas com exclusividade em toda a América do Sul pela ESSS – Engineering Simulation and Scientific Software.

O uso desses sistemas dá agilidade à área de projetos das empresas, pois permitem que grande parte dos protótipos e ensaios de laboratórios sejam substituídos por simulações virtuais. Ainda auxilia o profissional da engenharia a realizar um número muito maior de testes em curto tempo e reduz os gastos com os projetos. O resultado final é o aumento da competitividade e produtividade para as empresas.

Fonte
Computer Aided Engineering (CAE)

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