Dimensionamento Mecânico de Reforço "Favo de Abelha" de Componentes pelo Método de Elementos Finitos, para a Indústria Automóvel

• Autor(a) principal: Ramos, Gabriel Filipe Lucas Ribeiro
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/20803
• topic: Materiais de Cariz polimérico; Simoldes Plásticos®; Scripts; Python; Simulia Abaqus®; Simulações pelo Método de Elementos Finitos (MEF); Flexão; Cátia V5®; Simplificação de geometria; Superfícies Médias; Pré-processamento; Graphical User Interface (GUI); Polymeric parts; Finite Element Method (FEM); Bending Test; Suppression of irrelevant attributes; Mid-plane; Post-processing

Na fabricação de peças de materiais de cariz polimérico, uma das metodologias empregues para melhorar as propriedades mecânicas de uma determinada zona, consiste em criar secções retas e finas de material, denominadas de frisos, que conferem uma maior rigidez na área aplicada. Isto é muito útil quando apenas uma porção pequena da peça se encontra a condições de trabalho mais exigentes, pois funciona como uma medida de reforço geométrico, a um custo relativamente reduzido. Ora, de maneira a poder-se reduzir ainda mais os custos de produção, é do interesse das empresas, otimizar o design destas geometrias, de forma a ser gasto a menor quantidade de matéria-prima possível, enquanto se mantêm as propriedades desejadas pelo cliente. A presente dissertação tem como objetivo a otimização do design destes mesmos frisos, em certos componentes de interior de automóveis da empresa Simoldes Plásticos®. Para se alcançar este objetivo desenvolveram-se scripts em Python que permitem fazer análises sequenciais e automáticas no software Simulia Abaqus®, através de simulações pelo Método de Elementos Finitos (MEF), onde as respetivas peças, com diferentes geometrias de reforço, foram submetidas a um ensaio de flexão, e os dados das respostas dos sistemas foram processados automaticamente, de maneira a determinar-se a combinação de características que melhor se adequa ao componente. Para o desenvolvimento do programa, as peças foram primeiro modeladas no software de CAD Cátia V5®, tendo-se depois recorrido à simplificação das mesmas, através da supressão de atributos irrelevantes para a simulação, e a implementação de superfícies médias. As peças simplificadas foram depois transferidas para o Simulia Abaqus® onde se fez uma simulação, sem que tenham sido aplicados frisos, de maneira a utilizar o código resultante, como base para a construção do modelo do script final. Com a base do programa feita, procedeu-se com a formulação do algoritmo responsável pelo desenho, e parametrização automática dos frisos, bem como as funções relativas ao pré-processamento, pós-processamento, desenvolvimento de um Graphical User Interface (GUI), envio de relatórios por correio eletrónico e alteração das prioridades dos programas presentes no sistema operativo. Com o software desenvolvido, correram-se as simulações, tendo-se obtidos os dados sobre a geometria dos frisos que permite satisfazer os requisitos do cliente, utilizandose a menor quantidade de material possível.