A análise de elementos finitos permite verificar tensão, deformação e margem de uma peça ou estrutura ainda no modelo 3D, antes da fabricação ou do teste em campo. A ARCO Tecnologia Industrial simula componentes metálicos e plásticos, de suportes e fixações a estruturas de máquinas. O relatório entregue responde se o projeto atende à condição de uso definida com o cliente.
Como a análise de elementos finitos é conduzida
O trabalho começa pela definição da condição de serviço junto com a equipe do cliente. Cargas, fixações, temperatura de operação, material e critério de aprovação viram as condições de contorno do modelo. Essas premissas ficam registradas no relatório, para que qualquer engenheiro consiga refazer o raciocínio depois da entrega.
A geometria vem do modelo em SolidWorks do cliente ou da ARCO, ou de uma peça digitalizada pelo escaneamento 3D para simulação quando o componente não tem desenho. Detalhes que não influenciam o resultado, como gravações e roscas cosméticas, são retirados do modelo de cálculo, e a região crítica é mantida com a geometria completa.
Malha, convergência e critério de tensão
A malha é refinada nas regiões de maior tensão até que o resultado deixe de variar de forma significativa entre um refinamento e o seguinte. O estudo de convergência segue anexo ao relatório, com os valores obtidos em cada refinamento. A avaliação da tensão usa um critério que não depende dos cantos vivos do modelo, e o relatório indica em que região e de que forma cada valor foi lido.
O que a análise de elementos finitos entrega
O relatório reúne as condições de contorno, as propriedades do material, a malha e os mapas de tensão e de deslocamento. Cada caso de carga é comparado com o limite do material, com a margem resultante indicada. Quando a peça não atende, o relatório aponta a região responsável e mostra o efeito da alteração de geometria ou de material verificada no próprio estudo.
Para equipamentos inteiros, a simulação faz parte da análise estrutural de máquinas e equipamentos, com casos de carga para cada posição de trabalho. Componentes sob carga repetida seguem para a análise de fadiga, que usa os mesmos mapas de tensão como ponto de partida para o cálculo de vida.
Material e temperatura na análise por elementos finitos
A equipe da ARCO reúne dois engenheiros de materiais com mestrado em ciência dos materiais e um engenheiro mecânico especialista em análise de dados. Por isso, a escolha das propriedades usadas no modelo recebe o mesmo cuidado que a malha. Em peças plásticas, a análise de elementos finitos usa as propriedades da resina na temperatura de serviço mais severa. A comparação entre materiais candidatos pode ser feita no mesmo estudo, como parte da seleção de materiais.
Simulação de escoamento e simulação térmica estão fora do escopo da ARCO. Quando a temperatura influencia a peça, ela entra no modelo estrutural como condição de serviço informada pelo cliente.
Análise de elementos finitos de projetos de terceiros
A simulação pode ser contratada de forma isolada, para verificar um projeto da equipe do cliente ou de outro fornecedor, ou como etapa de um projeto conduzido pela ARCO. No primeiro caso, o cliente envia o modelo em formato nativo ou STEP, a descrição do uso e o histórico de falhas em campo, quando houver. As boas práticas reunidas pela NAFEMS, associação internacional de engenharia de simulação servem de referência para a verificação dos modelos.
Perguntas frequentes
Que tipo de peça pode passar por análise de elementos finitos?
Peças metálicas e plásticas, suportes, fixações, chassis e estruturas de máquinas podem ser simulados, desde que a condição de uso possa ser descrita em cargas, fixações e temperatura.
Preciso ter o modelo 3D para contratar a análise de elementos finitos?
O modelo em formato nativo ou STEP agiliza o trabalho, e peças sem desenho podem ser digitalizadas por escaneamento 3D e reconstruídas em CAD.
A simulação substitui o ensaio da peça?
Em boa parte dos projetos, a simulação basta para tomar a decisão de projeto. Quando o risco ou a exigência do cliente pedem validação física, o ensaio é especificado pela ARCO e feito em laboratório parceiro.
A ARCO faz simulação de escoamento ou simulação térmica?
Esses dois tipos de simulação estão fora do escopo da ARCO, que trabalha com simulação estrutural e de fadiga.
Quanto custa uma análise de elementos finitos?
O preço e o prazo dependem do número de peças, dos casos de carga e do nível de detalhe do relatório, e são informados na proposta.
Fale com a ARCO
Para orçar uma análise de elementos finitos, entre em contato com a ARCO com o modelo 3D ou fotos da peça, o material e a descrição do uso.