Softwares analisam comportamento de estruturas

Os CAEs (Computer-Aided Engineering, da sigla em inglês, ou simplesmente engenharia assistida por computador) já se tornaram programas essenciais em projetos e desenhos técnicos para a maioria dos engenheiros. Uma das funções desses programas é auxiliar as análises do comportamento de estruturas em determindas situações. No entanto, o uso de alguns dos aparatos desses programas ainda pode criar confusão, principalmente quando se trata de cálculos de uma carga que não é constante e com efeitos inerciais que devem ser considerados.

Para estes casos podem ser feitos dois tipos de análises, de acordo com a necessidade de cada projeto (muitas vezes essas análises são complementares e é essencial utilizar ambas). A primeira delas detecta colisões entre peças de um sistema, verifica quais são as forças envolvidas, ajudando a entender o funcionamento do modelo em uma determinada situação. Com isso, é possível desenvolver os movimentos de qualquer mecanismo e verificar como as irregularidas impactam no sistema, sendo possível verificar, por exemplo, como varia o deslocamento, a velocidade e a aceleração.

Já a outra abordagem avalia as deformações das peças e os níveis de tensão causados pelo movimento. Este tipo de análise é muito importante para empresas que desenvolvem produtos submetidos a algum tipo de vibração, pois é possível avaliar a integridade dos componentes. Os resultados mostram as deformações resultantes, tensões, freqüências de ressonância, entre outros pontos. Nos dois processos, a avaliação é feita sobre uma carga que varia com o tempo.

O uso desses programas, além de permitir realizações de análises que sem um software específico para auxiliar se tornariam realmente muito difíceis, ainda permite que as atividades sejam feitas com mais agilidade. Daniel Contreras Mundstock, técnico da SKA e doutorando de Simulações pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), explica que "a complexidade da geometria tornaria o cálculo manual praticamente impossível e ensaios seriam necessários. poderíamos comparar o tempo de usinar um protótipo, instrumentá-lo e executar a medição (e esse tempo se conta em dias) com o tempo de desenhar a peça no programa, criar um estudo e executar a análise (esse tempo se conta em horas)", explica Mundstock.

Um exemplo de programas que realizam estas análises é produzido pela Solidworks, que possui o Motion, para análises dinâmicas e cinemáticas, e o Simulation Dynamics, para avaliar as de formações das peças. Apesar de os nomes, em ambos, relacionarem a palavras que significam movimento, e de um complementar o uso do outro, suas funções são diferentes e bem específicas.

Para entender melhor onde se utiliza cada uma dessas análises, Mundstock exemplifica com um uso prático. "Imagine um guindaste, braço de retro escavadeira ou algo similar. Existe toda uma estrutura de aço (para formar o braço) e existem alguns atuadores (em geral pistão hidráulico) para movimentar essa estrutura. Em geral, as empresas projetam e fabricam apenas a parte estrutural e compram os acionadores de algum fabricante específico. Então, dependendo do esforço que o braço é capaz de realizar, o engenheiro seleciona um ou outro pistão de algum catálogo. É nisso que o Motion nos ajuda pois a seleção de pistão se dá com critérios de força. O módulo dinâmico iria auxiliar o engenheiro a dimensionar a estrutura em si (definindo qual espessura de chapa utilizar, por exemplo)".