Dimensionamento Mecânico de Reforço "Favo de Abelha" de Componentes pelo Método de Elementos Finitos, para a Indústria Automóvel - Ramos, Gabriel Filipe Lucas Ribeiro (2022)
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.