O que é, como funciona e a quem se destina o serviço de simulação da SKA

Por Gabriel Knob Caetano

A globalização e, consequentemente, a facilidade de adquirir produtos e serviços a qualquer momento, de qualquer lugar que você esteja, tem impulsionado as empresas e indústrias do mundo todo a se tornarem cada vez mais competitivas. Logo, atender demandas personalizadas e se tornar diferencial no mercado criando necessidades é de extrema importância, além de permitir com que as marcas possam se manter em pleno crescimento.

O termo time-to-market está cada vez mais em pauta. Ele está relacionado ao período que envolve a concepção de um produto até a sua disponibilização para venda. Ou seja, a busca constante de atender com brevidade às demandas do mercado e do consumidor.

Neste contexto, o desafio das Engenharias de desenvolvimento de produtos, máquinas, equipamentos, serviços etc., é acelerar cada etapa do projeto. A validação é uma fase importante do processo e que retém a maior parte da preocupação dos envolvidos.

A não-validação pode acarretar produtos sub ou superdimensionados que, de uma forma ou outra, implicam em custos desnecessários sendo consumidos. Quando não há um processo de simulação computacional durante o desenvolvimento de produto ou laboratórios para experimentação de protótipos, as probabilidades de que o projeto não cumpra seus objetivos de forma sustentável aumentam.

É neste cenário em que queremos te apresentar os serviços de simulação da SKA. Ele consiste em uma série de etapas, e serve como uma prestação de serviços terceirizada. Demandas, essas, que, por alguns motivos estruturais ou de mão de obra, a empresa não consiga entregar.

Para diversas empresas brasileiras, ter uma equipe e solução de simulação computacional com softwares FEA e CFD é uma realidade distante por vários motivos. Alguns exemplos disto: dificuldade de mão de obra qualificada para utilização destas soluções; custo de investimento; estrutura; equipes reduzidas com altas demandas; visão estratégica da empresa e até mesmo o clássico conceito de que “meu produto sempre funcionou e sempre vai funcionar da forma que trabalhamos”.

Muitas vezes, não basta ser adepto ao conceito de simulação durante o desenvolvimento de produtos para que, de fato, você possa resolver seus problemas. Se você possui ou não uma ferramenta de simulação, é possível que você tenha se deparado com algum destes problemas e questionamentos:

• Tenho um produto/equipamento no mercado há anos e agora começou a falhar: como identificar o problema? O que mudou? Matéria-prima? O cliente está usando seguindo as especificações? O processo de manufatura mudou? O mercado exigiu modificações de utilização?

• Preciso desenvolver um produto novo no mercado e não tenho como fazer protótipos ou experimentos: prazo curto? Projeto de grande porte? Custo elevado de prototipagem e experimentação? Precisa acertar versão do produto na primeira versão?

• Fiz simulações básicas do produto, mas ele apresentou falhas em campo: não possui solução de simulação avançada? Não possui conhecimento para entender a causa do problema? É um tipo de produto de comportamento específico que a empresa não tem domínio? Já fez diversos testes e não identificou os pontos frágeis do produto? Produto apresenta instabilidades?

• Preciso otimizar o desempenho do produto: produto apresenta respostas insuficientes? Já propôs modificações e o produto continua apresentando comportamentos indesejados?

• Preciso otimizar o peso e o consumo de matéria prima do produto: concorrentes com produtos mais baratos? Como identificar regiões superdimensionadas do produto para reduzir massa? É possível alterar espessura de chapa e avaliar se o produto permanece seguro? Testar diferentes materiais?

• Estou desenvolvendo um produto novo e preciso testar diferentes versões: avaliar cenários para identificar o modelo mais eficiente? Testar cenários inovadores de produtos conhecidos?  Propor e analisar cenários não convencionais?

Para auxiliar empresas e indústrias a superar esses desafios, seja por questões de demanda pontual, custo, tempo e até mesmo estratégia, existe solução. Terceirizar a análise do produto através de serviço de simulação é uma alternativa atraente, considerando que o problema será resolvido utilizando ferramentas e profissionais qualificados.

A SKA é revenda de soluções CAE da Dassault Systèmes que possui diferentes soluções de simulação FEA e CFD. Elas garantem a resolução dos diferentes tipos de problema com a solução adequada envolvendo tempo de solução, física envolvida e qualidade dos resultados, como:

• SOLIDWORKS Simulation, Motion, Flow Simulation e Plastics;

• SIMULIA Abaqus (Tosca, Isight, Fe-Safe), SIMPACK e XFLOW;

• Portifólio SIMULIA 3DEXPERIENCE: wp:list
  • SRD, SLL, SFO, SSU, FGP, FGM, GDE, GDF, FMK, IME.
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Aliando a qualidade e robustez das soluções de simulação CAE com uma equipe qualificada de Engenharia, a SKA fornece, além das próprias soluções de simulação, serviço de simulação para garantir que você tenha a solução dos problemas e desafios e não fique desassistido em nenhum dos percalços que o dia a dia da Engenharia lhe proporciona.

Esse questionamento já não é mais tão comum, mas sempre há quem não conheça simulação e fique com um “pé-atrás”, especialmente quando pensamos que o nosso problema é especial e não trivial…

Como vimos a pouco, uma das soluções CAE que a SKA trabalha é o software de análise estrutural denominado SIMULIA Abaqus que consiste em uma ferramenta para análise computacional através, essencialmente, do método dos Elementos Finitos. O Abaqus é uma ferramenta desenvolvida nos anos 70 que vem sendo aprimorada e hoje é uma das principais e mais robustas ferramentas de simulação estrutural existentes, utilizada por grandes empresas mundo a fora como:

• Airbus – https://www.3ds.com/insights/customer-stories/airbus

• Jaguar Land Rover – https://www.3ds.com/insights/customer-stories/jaguar-land-rover

• PepsiCo – https://www.3ds.com/insights/customer-stories/pepsico-pursues-virtual-future

Para te tranquilizar e te mostrar o poder que a solução Abaqus possui, veja abaixo alguns dados de um estudo comparativo entre simulação e experimentos. Perceba a proximidade e qualidade de respostas que o Abaqus proporciona em um estudo complexo de dinâmica explicita que contempla deformação permanente, plasticidade, dano e ruptura da estrutura de coluna de um carro. Portanto, quando alinhados os conhecimentos do produto e das soluções de simulação, desde problemas simples a complexos fenômenos podem ser analisados, desde que sejam utilizadas as metodologias e parâmetros adequados do problema.

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Figura 2 – Animação comparativa de ensaio numérico e experimental de ruptura de coluna de veículo.

O serviço de simulação da engenharia da SKA consiste em receber um problema de projeto (engenharia) do cliente, obter todas as informações pertinentes ao caso, analisar o comportamento físico em questão, montar o cenário na solução de simulação CAE adequada, executar o estudo, extrair as informações características do estudo e reuni-las em um relatório para a realização das conclusões sobre o projeto. Ou seja, a SKA é contrata para prestar um serviço de simulação de um problema na qual o cliente não possui recursos para resolver.

O processo de execução de um serviço de simulação pela SKA tem como característica principal o fato de ser personalizado e adequado ao seu problema, portanto os primeiros passos do processo de compra consistem em entendermos, de fato, o problema que você possui para dimensionarmos o esforço necessário para resolução, seguindo as etapas abaixo descritas:

Entre em contato com a SKA e passe a demanda por meio dos canais:

A equipe de engenharia da SKA irá lhe contatar para entender o problema e classificá-lo como Nível I, II, III ou horas técnicas;

• Aceite da proposta comercial e lançamento de atividade a equipe de engenharia conforme agenda e cronograma previamente definidos.

Você viu que, antes mesmo de aderir ao serviço de simulação, a equipe de engenharia da SKA fará contato com você pare entender o problema e dimensionar o tempo para resolução. Visando acelerar o tempo de resposta, os problemas são classificados pacotes de serviço comumente chamados de Nível I, Nível II e Nível III.

FEA: avaliar a carga suportada por uma ponte rolante, qual o fator de segurança, deslocamento (flexa):

CFD: avaliar a perda de carga de um equipamento, regiões de recirculação, baixas pressões/velocidades ou coeficientes de arrasto e sustentação aerodinâmica:

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FEA: avaliar o comportamento de materiais não lineares como borrachas ou nitinol em stents médicos:

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Figura 7 – Análise estrutural não-linear de material nitinol.

CFD: avaliar e dimensionar perfis de dissipador térmico para obter a temperatura desejada de componentes eletrônicos:

FEA: avaliar a tensão residual e forma final de peça conformada:

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Figura 9 – Análise estrutural de conformação de chapa metálica.

CFD: Avaliar mistura de fluidos e dimensionar tempo, velocidade, perfil do misturador e impactos geométricos no sistema de agitação de tanques:

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Figura 10 – Análise CFD (VOF) de mistura de líquidos.

Para garantia da entrega do serviço de simulação, uma vez que você adquiriu o serviço, a equipe de engenharia da SKA segue um planejamento de trabalho que inclui etapas bem definidas e que, automaticamente, proporcionam um acompanhamento das atividades e a sua participação de forma que o trabalho e os resultados sejam concluídos dentro das expectativas acordadas.

A figura 10 mostra o fluxo de etapas de execução do serviço. Note que a execução do serviço de simulação inclui etapas como: estratégia e calibração da simulação que incluem a análise da precisão da simulação, da modelagem matemática adequada do problema, focando-se em realizar uma entrega segura.

Além de avaliar quantitativamente cenários, as ferramentas de simulação têm como característica a capacidade de rápida e facilmente proporcionar análises comparativas, ou seja, executar estudos qualitativos comparando versões do produto.

Dessa forma, para garantir que você possa, na primeira análise, entender o comportamento do material, o serviço de simulação da SKA já contempla o que denominamos de Resimulação, que consiste em executar o mesmo estudo considerando alguma modificação da análise, seja de condição de contorno (carregamento, fixação, conector, conexão, interação de partes etc.) ou até mesmo geométrica (mudança de espessura, inclusão/remoção de reforço estrutural, alteração de material).

Desta forma, além de avaliar a versão inicial e/ou problemática do produto, você já poderá propor uma alteração de projeto e avaliar a resposta a essa alteração, resolvendo, de fato, o problema.

Se você se interessou pelo assunto, te convido a assistir o vídeo a seguir o Head da equipe de engenharia da SKA fala sobre os serviços de simulação, como funcionam, a quem se aplica e como o serviço pode te ajudar no dia a dia resolvendo problemas, otimizando matéria prima e principalmente agregando valor ao seu produto.

Ficou com alguma dúvida? Entre no site da SKA e confira mais sobre a solução. Confira o depoimento de clientes que já estão utilizando o serviço de simulação da SKA, além de exemplos de aplicações da simulação estrutural. Aproveite para tirar suas dúvidas acerca daquele problema ou demanda que está pendente na sua empresa para que, juntos, trabalhemos na busca do sucesso de cada um dos seus projetos! Conte com a gente!