Precisa de ajuda em simulação? Contacte a Sim Squad.

É utilizador de produtos Autodesk e precisa de ajuda para fazer simulação? A Autodesk juntou uma equipa de especialistas disponíveis para o esclarecer. A Sim Squad, acessível em http://www.simsquad.com/ é constituída por especialistas nas tecnologias de simulação em que a Autodesk está envolvida: injeção de plásticos, geração de malhas de elementos finitos, elementos finitos lineares e não lineares, mecânica de fluídos, dinâmica, transferências térmicas, simulação mecânica, etc, etc.

Neste site podem encontrar-se artigos especializados, vídeos demonstrativos, dois fóruns de discussão dedicados à simulação generalista e à tecnologia Moldflow e ainda uma agenda de eventos. Se não encontrar resposta para as suas dúvidas nestes recursos, pode ainda entrar diretamente em contacto com esta equipa através de um formulário.

M&M Engenharia Industrial, Lda - Software para Indústria.

Empresas que utilizam Autodesk Inventor (15)

Sediada em Sausalito, Califórnia, a Pi Mobility é uma empresa baseada num único produto, a Pi Cycle - uma bicicleta eléctrica. Nas palavras do fundador da empresa, o projecto Pi Cycle resolve em simultâneo vários problemas de Design: permite mobilidade acessível e sem emissões, é fácil de operar, é fácil de reparar e de fazer a manutenção. A estética arrojada do produto também parece agradar aos utilizadores.

Utilizando o Autodesk Inventor, os projectistas da Pi Mobility descobriram que, com a espessura certa, toda a estrutura da bicicleta se podia resumir a um único tubo de alumínio arqueado. Esta configuração é uma alternativa às soluções mais vulgares que apresentam demasiados elemento plásticos, sujeitos a quebras. Esta simplicidade significa mais facilidade de produção e melhor gestão da qualidade de construção.

A Pi Mobility estima que, as decisões de projecto que resultaram da utilização da Prototipagem Digital da Autodesk lhes vão permitir poupar cerca de 335.000$ nos próximos sete anos.

Site da Pi Mobility.

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Logopress3 BLANK - planificação de peças estampadas em Autodesk Inventor

O Logopress3 BLANK é um Add-In certificado pela Autodesk para o Inventor 2010 e 2011 (32 e 64 bits) que permite realizar uma aproximação teórica rigorosa à planificação (blank) de peças estampadas utilizando o método dos Elementos Finitos.

Uma vez que o Autodesk Inventor possui tradutores para praticamente todos os formatos 3D (Solid Works, STEP, SAT, Pro Engineer, Parasolid, NX, JT, IGES, IDF, Catia, Alias, Rhyno, DXF, DWF, e DWG), utilizar o Logopress3 BLANK em conjunto com o Inventor permite ao projectista de ferramentas progressivas trabalhar com dados de qualquer origem sem problemas de compatibilidade.

As funções-chave do Logopress3 BLANK associado ao Inventor são as seguintes:

- Trabalhar com dados nativos ou importados

- Trabalhar sobre sólidos ou superfícies

- Gerir a espessura do material

- Personalizar a base de dados de materiais

- Definir a 'área inicial de estampagem'

- Definir a 'direcção de estampagem'

- Definir áreas, vértices e pontos bloqueados

- Obter dados sobre a variação de espessura

- Obter dados sobre a tensão e deformação

A utilização deste Add-In é bastante simples, sendo acessível ao projectista comum:

- Em primeiro lugar a peça a analisar deverá ser aberta ou importada para o Inventor, pode passar-se de imediato para o separador Logopress3 que aparece integrado no Ribbon do Inventor. Para melhores resultados devem fechar-se furos existentes na peça que na realidade sejam feitos depois da estampagem.

- Para calcular a planificação da peça, clica-se em 'Blank for formed part'

- Na janela 'Logopress3 Blank' pode escolher-se a direcção da estampagem, podem bloquear-se faces, pontos ou vértices, ou restringir a deslocação dos mesmos em X ou Y.

- Nesta mesma janela podemos definir a espessura (no caso de se tratar de uma superfície) e o material. A Base de Dados de materiais original tem bastantes opções, é ainda possível adicionar materiais personalizados.

- O rigor da malha de Elementos Finitos também pode ser controlado, bem como a tolerância das curvas de contorno da peça.

- Para a aplicação realizar o cálculo, clica-se em 'Compute', o tempo de cálculo depende do número de elementos na malha.

- Terminado o cálculo, a janela 'Logopress3 Blank' exibe os resultados no separador 'Analisys and Simulation'

- Nesta área podemos ver a previsão da peça planificada e a animação da deformação em vários modos:

       Blank - Peça planificada

       Mesh - malha de Elementos Finitos

       Strain - escala gráfica de deformação

       Stress - escala gráfica de Tensão

       Thickness Variation - variação de espessura

       Contour points mapping - visualização da deslocação dos pontos de contorno

- Clicando em 'Ok', o software gera a planificação da peça como um sólido típico do Inventor. Se o original era uma superfície, o resultado final é uma peça plana em chapa com a espessura especificada. Se o original era um sólido, o resultado será um ficheiro IPT com dois 'Solid Bodies' sendo um a peça final e o outro a peça planificada.

Em resumo, o Add-In Logopress3 Blank integrado no Inventor funciona de forma bastante estável e gera informação essencial para auxiliar projectistas de ferramentas progressivas.

Site do Logopress3 BLANK para Inventor.

Neste link pode consultar um vídeo de demonstração.

O vídeo seguinte mostra o processo conforme descrito acima.

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Análise de tensões no Autodesk Inventor (4)

No caso apresentado, pretendia-se analisar uma mola de suspensão de lâminas parabólicas. Pretendia-se determinar dados como: a carga máxima a que a mola poderia ser sujeita sem entrar em deformação plástica, a amplitude de trabalho da mola, etc.

Para a modelação do conjunto utilizou-se um desenho do fabricante em formato .dwg.

O desenho foi importado para o ambiente 'Sketch', foram executadas as operações de modelação de cada peça (extrusões e 'Fillets' simples), posteriormente foi construído o conjunto.

Uma vez que o material pretendido (Aço Mola 50CRV4) não fazia parte da lista de materiais do Inventor, criou-se um novo material introduzindo-se as propriedades físicas necessárias.

No ambiente de análise FEA, criou-se uma nova simulação do tipo 'Static Analisys'. Uma vez que neste caso, todas as peças do conjunto deslizam e interagem entre si, seleccionou-se a opção 'Sliding/No Separation' no campo 'Contacts' - 'Default Type'.

Para simular o cenário de funcionamento deste produto aplicaram-se três 'Constraints': Uma 'Constraint' do tipo 'Pin' no olhal da mola, uma do tipo 'Frictionless' na na zona de apoio da lâmina superior e finalmente outra 'Constraint' do tipo 'Frictionless' na parte lateral de todas as lâminas, simplesmente para evitar que hajam deslocamentos laterais no resultado final.

A carga aplicada foi de 150 000 N na parte inferior da mola. Os resultados podem ser vistos no vídeo seguinte:

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Utilização da Parametric Table em ambiente Stress Analysis

No ambiente Stress Analysis podemos utilizar a Parametric Table para melhor analisar os resultados da análise, testar várias configurações e optimizar a peça a criar.

Na área Design Constraints da Parametric Table definem-se valores limite para determinados resultados da análise, no exemplo demonstrado, definiu-se um intervalo de valores aceitáveis para a deformação máxima. Na coluna Result Value da Parametric Table o resultado é apresentado com um círculo verde ou vermelho conforme caiba ou não no intervalo definido. Pode acrescentar-se mais Design Constraints de vários tipos - Stress (Von Mises, 1st e 3rd), Displacement, Safery Factor, Strain, Contact Pressure, Mass e Volume.

Na área Parameters da Parametric Table definem-se valores variáveis para determinados parâmetros (dimensões) do projecto.

O Inventor fará uma análise exaustiva de todas as combinações possíveis de parâmetros e posteriormente será possível observar os resultados, fazendo deslizar os cursores apresentados na Parametric Table.

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Novidades do Autodesk Inventor 2011 - Frame Analysis

Uma das novidades do Inventor 2011 é a inclusão de uma nova ferramenta de análise - 'Frame Analysis'. Esta ferramenta de análise destina-se a optimizar o projecto de estruturas constituídas por vigas.

A ferramenta 'Stress Analysis', já existente nas versões anteriores, destina-se à análise do estado de tensão e deformação em peças de geometria livre. O Inventor converte o volume infinito de uma peça ou de um conjunto numa malha finita de segmentos e pontos de ligação (nós). Posteriormente realiza o cálculo para cada um desses elementos.

No caso de uma estrutura constituída por vigas, é possível a utilização do mesmo processo. No entanto, se a estrutura for de grandes dimensões, uma malha de rigor aceitável terá muitos milhares segmentos para cálculo, o que tornará o processo muito complexo e demorado.

Uma solução típica em engenharia mecânica é a simplificação da malha de elementos finitos. Esta simplificação é feita associando-se um segmento a cada viga e especificando-se nós entre os mesmos.

A ferramenta 'Frame Analysis' recorre a esse método de simplificação. Esta ferramenta está disponível apenas no contexto de projecto de conjunto, no separador 'Environments' do 'Ribbon'.

O primeiro passo é criar uma simulação e especificar se é do tipo 'Static Analysis' ou 'Modal Analysis'. O Inventor gera automaticamente os segmentos e os nós. O passo seguinte é a definição dos encastramentos, edição das propriedades dos nós, edição de segmentos rígidos de ligação, se necessários, e finalmente aplicação das cargas.

Como acontece com a ferramenta 'Stress Analysis', os resultados são apresentados de várias formas e existe a possibilidade de gerar um relatório em HTML e exportar os dados da análise no formato do Autodesk Robot.

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Novidades do Autodesk Inventor 2011 - Manipulação directa

No Inventor 2011, ao seleccionarmos uma face, aresta ou 'Sketch', é-nos apresentada uma 'Mini-toolbar' para acesso rápido a operações comuns.

No caso de seleccionarmos uma face, a 'Mini-toolbar' sugere-nos as operações 'Edit Feature', 'Edit Sketch' e 'Create Sketch'.

No caso de seleccionarmos uma aresta, a 'Mini-toolbar' sugere-nos de imediato as operações óbvias: 'Create Fillet' e 'Create Chamfer'.

Se seleccionarmos um 'Sketch', a 'Mini-toolbar' apresenta as opções 'Create Extrude', 'Create Revolve', 'Create Hole' e 'Edit Sketch'.

Além da 'Mini-toolbar', o Inventor 2011 apresenta outras funcionalidades que implementam a manipulação directa. Durante a execução de operações (extrusão, revolução, etc) são apresentados objectos interactivos para selecção de propriedades da operação, introdução de parâmetros e arrastamento directo das faces.

Uma vez que estas opções são apresentadas imediatamente sobre a interface gráfica, o fluxo de trabalho no Inventor 2011 é mais intuitivo, rápido e fluido.

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Análise de tensões no Autodesk Inventor (3)

O ambiente de 'Stress Analisys' do Inventor constitui uma interface simplificada para análise do estado de tensão e deformação de peças e conjuntos pelo método dos elementos finitos.

Por defeito a aplicação de cargas ou encastramentos está limitada às áreas em que se divide a superfície da peça (No Inventor estas áreas são definidas pela transição de superfícies do tipo G0 e G1 - arestas e tangentes).

Acontece, na maior parte das vezes, que essas superfícies não delimitam as zonas reais de aplicação de cargas ou encastramentos e pode ser necessário executar a subdivisão das mesmas para se obter uma simulação realista.

No exemplo abaixo demonstrado, utilizou-se a função 'Split' para subdividir a superfície da peça que se pretendia analisar. A função 'Split' requer que se criem planos de trabalho.

Depois de subdividida a superfície do sólido, já é possível isolar as zonas da peça a encastrar e as zonas sobre as quais se deverão aplicar cargas.

Este procedimento permite recriar um ambiente de análise que corresponde o melhor possível às condições reais de trabalho da peça.

Empresas que utilizam Autodesk Inventor (10)

Fundada em 1942, a empresa familiar Tucker Sno-Cat Corporation, é o mais antigo e mais bem sucedido fabricante de veículos de neve do mundo. A Tucker esteve envolvida na primeira travessia motorizada da Antárctida e desenvolveu o primeiro veículo de tracção integral de quatro lagartas. Sempre à frente na inovação, a empresa pretendia ter uma capacidade de resposta superior às exigências dos clientes. Nesse sentido, a Tucker implementou o Autodesk Inventor no seu processo de desenvolvimento de produto. Os resultados por parte da empresa foram os seguintes:

- Necessidade de produzir menos protótipos

- Redução de alterações ao projecto em 80%

- Uso mais eficiente dos materiais e melhor gestão de custos e desperdícios

- Possibilidade de realizar análise por elementos finitos na própria empresa e reduzir custos

- Redução o tempo de desenvolvimento de produtos de dois anos para seis meses.

Site oficial da Tucker Sno-Cat.

Multi Análise

No projecto abaixo representado, utilizou-se a simulação dinâmica e a análise pelo método dos elementos finitos do Inventor.

Em primeiro lugar geraram-se as peças e a montagem do conjunto. Associaram-se materiais a todas as peças, de forma a obterem-se dados para análise do protótipo digital.

Para o projecto abaixo, no contexto do conjunto, em ambiente de simulação dinâmica (Dynamic Simulation), aplicou-se um valor de torque à articulação rotacional que corresponde ao veio motorizado. Acrescentou-se ainda uma carga para simular a pressão da escova sobre o vidro e a força da gravidade. Foi necessária a aplicação manual de apenas uma Joint, do tipo 3D Contact, entre o vidro e a escova. A funcionalidade do conjunto pode ser observada, utilizando-se o Simulation Player.

No ambiente Stress Analysis, isolaram-se alguns componentes essenciais e realizou-se uma análise do estado de tensão e deformaçáo ao conjunto. Simulou-se uma carga de torque no veio motorizado e observou-se a distribuição das tensões nas várias peças. Ffazendo variar a carga aplicada, determinou-se a carga limite para as peças em questão.

Este exercício exemplifica as possibilidades de análise, ensaio e optimização de um protótipo digital em Autodesk Inventor.

Análise de tensões no Autodesk Inventor (2)

A estrutura em causa é a torre de um aerogerador com 72 metros de altura, 4,3 metros de diâmetro na base e 2,955 no topo. Não se trata de uma peça simples ou de um Shrinkwrap, mas sim de um conjunto de 21 peças em chapa, montadas e soldadas em ambiente Welding.

O protótipo digital foi criado com as dimensões reais do produto, a mesh criada para análise FEA tem muitos milhares de segmentos. Foi aplicada uma carga no topo que simula o peso de um aerogerador, acrescentou-se a força da gravidade e uma carga lateral de teste, distribuída por toda a altura.

Sendo uma aplicação destinada ao mercado médio, o Inventor demonstra que também é capaz de realizar um processo de análise desta complexidade. A versão utilizada foi o Autodesk Inventor 2010 Professional Suite em 32 bit.

Relatórios em Inventor (3)

Em Engenharia Mecânica, a geometria das peças é ditada sobretudo pela Resistência dos Materiais. Sendo assim, a integração de uma ferramenta de análise de resistência numa aplicação de projecto é essencial.

O módulo FEA do Inventor permite visualizar dados relativos ao estado de tensão e deformação de peças e conjuntos quando sujeitos a cargas de força ou pressão. O módulo FEA permite fazer ainda uma análise do tipo modal – analisando a resposta dinâmica de peças e conjuntos a diferentes frequências e determinando as frequências às quais a resposta dinâmica é mais significativa.

Após realizar um destes tipos de análise, o Inventor gera automaticamente um relatório detalhado dos resultados da mesma. Esse relatório é gerado em formato .html e fica por defeito guardado na mesma pasta da peça ou do conjunto analisados.

De seguida apresentamos o relatório de um exemplo típico de análise: O conjunto utilizado é uma estrutura de vigas soldadas, que deverão ser aparafusadas ao chão através de furos na base.

Interessava saber qual o comportamento desta estrutura quando sujeita a uma carga pontual de 25.000 N e quais as cargas a que estarão sujeitos os pontos de fixação de forma a dimensionar os parafusos de aperto.

O relatório pode ser consultado aqui.

Um dos primeiros aspectos que reparamos no documento .html é o facto de este ter algumas funções dinâmicas. As imagens podem ser visualizadas em vários tamanhos e os pontos apresentados podem ser expandidos ou minimizados (clicando em “+” e “-“.)

A primeira tabela apresenta dados relativos ao ficheiro analisado, à versão do Inventor, à data de criação do ficheiro, e ao autor da simulação. A informação restante divide-se em dois pontos – Project Info (informação do projecto) e Simulation (este ponto é numerado, para o caso de existirem múltiplas análises).

É importante referir que, a informação que consta neste relatório pode ser definida pelo utilizador quando solicita a geração do mesmo, neste caso foi gerado um relatório conforme definido por defeito.

Os dados específicos que se pretendia nesta análise encontram-se no ponto Reaction Force and Moment on Constraints. São aqui apresentadas as forças de reacção e os momentos para cada uma das furações definidas como pontos de encastramento, para essas forças e momentos são indicados valores totais e componentes vectoriais.