O que são simulações CAE?

Maximize a eficiência e reduza custos com as simulações CAE, transformando virtualmente seus projetos antes de construir fisicamente.

Quando falamos sobre simulações CAE, devemos esclarecer que CAE é a abreviação para Computer Aided Engineering, sendo “Engenharia Auxiliada por Computador” em tradução livre. Esta é uma ferramenta composta por softwares de simulação multifísica, a qual o engenheiro é responsável pelo gerenciamento de informações, a partir de cálculos matemáticos.

De acordo com um artigo publicado no blog da ESSS, a Cambashi afirma que o investimento em simulação computacional cresceu na ordem de dois dígitos anuais nos últimos 40 anos. E no Brasil, essa tendência já se faz presente nos mais diversos setores. 

As simulações CAE podem ser usadas no meio automotivo, eletrônico, agrícola, na educação e em outras áreas. Através desta tecnologia, é possível realizar análises estáticas, de fluidos, térmicas, eletromagnéticas e até adaptá-la para a necessidade do fabricante.

As etapas do CAE

Os processos do CAE costumam ser divididos em três: pré-processamento, solução e pós-processamento. A primeira etapa refere-se ao produto modelado no computador, com as medidas e otimizações necessárias. É quando os cálculos serão realizados e ficarão disponíveis durante todo o processo. 

Após passar por um diagnóstico detalhado, as informações são analisadas e o comportamento do produto também é colocado à prova, para garantir que a solução possa ser entregue. Ou seja, o protótipo físico é construído e validado. 

A última fase é o pós-processamento, onde acontece a observação de possíveis melhorias no produto real e se é necessário fazer alguma alteração. Vale ressaltar que o uso das simulações CAE permite que os engenheiros construam menos protótipos físicos, gastem menos e sejam mais certeiros no desenvolvimento do projeto.

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Em resumo, como exemplificado pela ESSS, o que acontece é: análise de falhas, validação de projeto, apoio à decisão, desenvolvimento do projeto baseado na simulação, engenharia de sistemas e driver de negócio.

Por que usar simulações CAE?

1. Redução de custos 

Não é necessário gastar dinheiro na construção de protótipos físicos para vários testes. Além disso, investir em simulações CAE é mais barato do que desenvolver um produto real apenas para teste, o que muitas vezes irá consumir combustível e outros implementos. Geralmente, a quantidade de protótipos para testes são eliminados ou reduzidos. 

2. Diminui o tempo do projeto 

Fazer alterações virtuais é mais fácil do que implementá-las fisicamente. É possível refazer o protótipo virtual quantas vezes for necessário, não havendo a necessidade de trocar os equipamentos do protótipo físico. 

3. Mais valor para o produto

A implementação de tecnologia gera aumento de competitividade no mercado. Além disso, dá para integrar o CAE com outras ferramentas, como o CAD (Computer Aided Design) para gerar a geometria. 

4. Eficiência, qualidade e confiabilidade

Os possíveis erros serão previstos e corrigidos ainda em ambiente virtual, o que evita a produção em grande escala de um equipamento com problemas. Os resultados são mais precisos, assim como os encaixes e design.

Tipos de simulações CAE que você encontra na Samt

Método de Elementos Finitos (FEA)

Para questões mais complexas e estruturais, que envolvam multifísica e fluidos, como a área da termodinâmica, podemos aplicar o Método de Elementos Finitos. Esse tipo de simulação é usada em vários setores e serve tanto para o desenvolvimento de novos equipamentos quanto para detecção de falhas. 

Cargas de força, deslocamento, velocidade e pressão podem ser analisadas na FEA. Este método trata o número infinito de variáveis desconhecidas a partir de um substituto limitado, com elementos com comportamento bem definido.

Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD)

A Dinâmica de Fluidos Computacional é utilizada para prever comportamentos de fluidos nos projetos, levando em consideração diferentes cenários. A CFD também trata de transferência de calor e reações químicas, como combustão e aeroacústica. 

A partir dela, não é necessária a criação de protótipos físicos para observação de fluidos, o que reduz custos e riscos de desenvolver e monitorar um teste prático, além de otimizar o tempo de todo o processo.

Simulação de Elementos Discretos (DEM)

Para ter uma compreensão mais detalhada de partículas individuais dentro de um sistema, a Simulação de Elementos Discretos é indicada. Ela pode ser aplicada em vários processos industriais (civil, mineração, farmacêuticos), visando principalmente as diferentes condições em que os materiais granulares são colocados.

A simulação DEM pode ajudar a otimizar a operação de máquinas agrícolas para minimizar a quebra de grãos, ou entender o comportamento de diferentes materiais durante o processamento industrial, como a mistura de fármacos ou alimentos.

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