Estima-se que a falha por fadiga é a causa de 50% a 90% de todas as falhas de componentes mecânicos
Para os especialistas em análise de falha por fadiga, durante muito tempo, criar rotinas próprias para o cálculo de vida de componentes foi uma metodologia necessária de trabalho no dia-a-dia.
Atualmente, novos recursos estão disponíveis e integrados na simulação para facilitar e agilizar a vida desses engenheiros. Nessa linha, o software Simcenter 3D da Siemens dispõe de ótimos recursos para o cálculo de falha por fadiga.
Como estimar a vida em fadiga de um componente?
Muitas empresas ainda contam com rotinas de cálculo que traduzem a tensão de um determinado material para encontrar a vida esperada em fadiga. Essas rotinas são criadas em planilhas, softwares externos ou normas de cálculo manual. Desta forma, conseguem determinar a vida em fadiga e coeficiente de segurança para um componente.
Porém, são ferramentas obsoletas e que exigem muito trabalho manual, ou seja, para cada ponto de máxima tensão, verifica-se o fator de segurança equivalente. Assim, avaliar outros pontos de tensão e/ou materiais demanda todo o processo novamente. Além desses cálculos serem demorados, eles são também mais passíveis de erros humanos.
Como o Simcenter 3D facilita a análise de fadiga?
Integrando a análise de fadiga dentro do software de simulação e assim eliminando etapas manuais para o cálculo de fadiga. Dessa forma, não é necessário buscar dados de tensão no resultado da análise por elementos finitos e exportar para rotinas externas.
Primeiramente, com a ferramenta Block Load Event, é possível adicionar todas as informações de uma análise de elementos finitos já desenvolvida no Simcenter 3D. Nesse caso, todas as informações de esforços, malha e resultados prévios da análise de tensão já serão carregadas no Block Load Event para a análise de fadiga.
Seleção de resultados de uma análise estrutural para o cálculo de fadiga
Posteriormente, usando o Durability Solution, define-se os parâmetros da análise de fadiga. Aqui será definido critérios, teorias, coeficientes etc. Em suma, é possível utilizar os dados de materiais pré-definidos ou entrar com dados do usuário. Por fim, outros parâmetros podem ser ajustados, como os carregamentos, ciclos de carga, temperatura, etc.
Determinação dos parâmetros para a análise de fadiga
Encontrando muitas respostas em uma só solução
Em muitos casos, as estruturas estão sujeitas a diferentes carregamentos que atuam simultaneamente ou não, por determinado período. Sendo assim, o Simcenter 3D possibilita gerar diversos load cases e combiná-los de diferentes maneiras para o cálculo de tensões e de fadiga. Além disso, o Simcenter 3D permite a importação de um histórico de carregamento vindo de uma análise de multicorpos ou de uma medição física.
Quatro load cases de uma análise de fadiga
Avaliando o resultado da análise de fadiga no Simcenter3D
Após rodar a análise, encontramos os resultados de tensão, vida em fadiga e fator de segurança. À primeira vista, o primeiro resultado se parece muito com o que as rotinas caseiras podem oferecer. Ou seja o valor do elemento e do nó com a máxima tensão e seu fator de segurança. Entretanto, no Simcenter 3D você tem o resultado para todos os nós, podendo avaliar não só um ponto específico da peça e encontrando todas as fragilidades.
Além disso, o Simcenter 3D tem uma ampla possibilidade de pós-processamento. Por exemplo, pode-se visualizar a vida em fadiga, fator de segurança, número de ciclos até a falha etc. Isso tudo de forma automatizada, garantindo agilidade e assertividade nas análises de fadiga.
Avaliação detalhada de todos os casos de carregamento
JL Engenharia e Software: sua melhor parceira para realizar análises de falha por fadiga
Precisa trabalhar com análise de fadiga mecânica? A JL Engenharia e Software é parceira SIEMENS DIGITAL INDUSTRIES SOFTWARE . Temos experiência e expertise nas aplicações práticas de ferramentas SIEMENS para simulação e otimização em engenharia.
Entre em contato e descubra rapidamente como as soluções SIEMENS podem auxiliar sua empresa no processo de digitalização. Busque a otimização de produtos e processos.
SIEMENS Digital Industries Software – Where today meets tomorrow
