Tese de Doutorado Gilmar - Programa de de Pós-Graduação em ...

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2.10 Softwares comerciais de simulação computacional por elementos finitos 2.10.1 Conceitos iniciais Apresenta-se desafio pela análise por elementos finitos e simulações de processo de conformar materiais e suas propriedades mecânicas do ponto de vista teórico e prático (MACKERLE, 2004). Os softwares de simulação numérica estão se mostrando poderosas ferramentas, sendo crescente sua aceitação em análises de processos de fabricação. Necessita-se reduzir os custos de aquisição e aliar os conhecimentos teóricos sobre elementos finitos com a experiência em processo. Neste panorama, inúmeros trabalhos foram publicados e implementados na análise dos mais diversificados problemas e processos de conformação. A modelagem matemática para simulação de fluxo e deformação de ligas foi aplicada à extrusão e recalque. Observou-se que avanços na obtenção de equações constitutivas foram necessários, enquanto que características de deformação, forças envolvidas e defeitos estiveram de acordo com a modelagem (ALTAN; VAZQUEZ, 1997). Simulação em 3D tem limitações e não se aplica em todas as situações e, também, ainda não é capaz de prever a microestrutura e propriedades do material conformado. Ferramentas de simulação de processo têm expandido sua capacidade além da modelagem de deformação com o intuito de alcançar uma desejável combinação de microestrutura, propriedades mecânicas, tensões residuais e exatidão dimensional no produto final. A modelagem de tratamento térmico que envolve diversos aquecimentos e ciclos de resfriamento em linha com a conformação está sendo estudada para ligas metálicas. Modelos termomecânicos utilizados para a previsão do fluxo de material e transferência de calor durante a deformação se tornaram uma ajuda no projeto de processo. A exatidão da simulação é crucial para utilidade dos modelos. Essa exatidão depende principalmente da qualidade da descrição das condições de contorno e dados das propriedades do material. Isto é particularmente importante na extrusão que, muitas vezes, envolve instabilidade de deformação (MISIOLEK, 1996). O avanço na tecnologia de simulação na indústria tem ocorrido simultaneamente com a queda de preço experimentada de “hardware”, aumento de 56
sua velocidade e melhora nas interfaces gráficas para o usuário em programas comerciais. Conforme Gardner et al. (2005), a escolha do software de simulação computacional por elementos finitos é um importante fator na determinação da qualidade e alcance das análises de conformação mecânica. Diferentes softwares possuem diferentes capacidades e diferentes graus de dificuldade de operação, com plataformas amigáveis ou não com o usuário. Além do mais, as diferentes técnicas de resolução de problemas utilizadas pelos softwares geram consequências diretas nos resultados obtidos na simulação. Os programas atuais voltados para a solução de problemas de conformação mecânica possuem algoritmos específicos, que determinam automaticamente parâmetros como número e tamanho de elementos (definição da malha) e número de incrementos. No entanto, Santos, et al. (2001) acrescentam que nesses programas alguns parâmetros devem ser definidos pelo usuário e que exigem conhecimento mais aprofundado do “software”. O Quadro 1. apresenta as principais características de alguns softwares comerciais (GARDNER et al., 2005). Quadro 1 – Principais características de alguns softwares comerciais CARACTERÍSTICAS Facilidade de Preparação da Geometria das Ferramentas e Peças de Trabalho Características Metalúrgicas dos Materiais Capacidade de Remalhamento Adaptativo Controle Total SOFTWARES SUPERFORM DEFORM ADVANTEDGE ABAQUS Pode ser importada de outros softwares ou construída manualmente no próprio software. Pode ser importada de outros softwares ou construída manualmente no próprio software. Preparação muito rápida. Bibliotecas com as geometrias são fornecidas. Somente construída manualmente no próprio software. Possui extensa lista de materiais. Permite inserir outros materiais. Utiliza remalhamento adaptativo com parâmetros de ajuste fino. Algum nível de controle é permitido. Mas soluções de FEM não podem ser manipuladas Possui extensa lista de materiais. Permite inserir outros materiais. Utiliza remalhamento adaptativo com parâmetros de ajuste fino. Algum nível de controle é permitido. Mas soluções de FEM não podem ser manipuladas Fonte: GARDNER et al. 2005 Possui extensa lista de materiais. Permite inserir ligas aeroespaciais. Utiliza remalhamento adaptativo sem parâmetros de ajuste fino. Mínimas alterações permitidas. Não possui lista de materiais, mas podem ser inseridos com muitos detalhes. Suporte parcial, sem muitos ajustes. Muitas alterações permitidas. Funções de solução básica podem ser modificadas. 57
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ANEXO B - CERTIFICADO DE CALIBRAÇ
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