No mundo acelerado do desenvolvimento de produtos, os engenheiros buscam constantemente inovação, eficiência e precisão. No entanto, um gargalo persistente continua a atrasar a jornada do projeto (CAD) à simulação de alta fidelidade (CAE): a preparação da geometria. É uma pergunta familiar para muitos engenheiros de CAD e simulação: por que precisamos de um pré-processador de geometria de simulação dedicado quando já existem sistemas CAD poderosos? A resposta reside nas exigências específicas da simulação. Os algoritmos de malha, base para simulações precisas, requerem uma geometria que não seja apenas visualmente correta, mas também limpa, robusta e estanque. Faces estreitas, detalhes desnecessários e pequenas lacunas podem comprometer a qualidade da malha e, em última análise, afetar a precisão da simulação. Igualmente importante é a capacidade de parametrizar a geometria importada, permitindo uma exploração, iteração e otimização rápidas do projeto. As qualidades de um verdadeiro pré-processador de geometria Um pré-processador de geometria para simulação é muito mais do que um visualizador CAD ou uma ferramenta de reparo. Ele serve como a ponte essencial entre o projeto e a simulação, transformando dados de engenharia em modelos prontos para simulação, preservando a intenção do projeto. Para alcançar esse objetivo, ele deve se destacar em cinco áreas principais: 1. Conectividade perfeita entre CAD e PLM Um pré-processador de geometria deve importar dados de uma ampla gama de sistemas CAD e PLM, preservando hierarquias de montagem, instâncias de peças, metadados e informações de projeto. Para produtos complexos como automóveis, aeronaves, navios ou sistemas ferroviários, manter essa continuidade digital é essencial para fluxos de trabalho de simulação eficientes. 2. Preparação geométrica focada na simulação A simulação exige uma geometria limpa, robusta e estanque. Um pré-processador de geometria dedicado deve remover automaticamente características desnecessárias, como logotipos, furos, faces estreitas e pequenas entidades, além de corrigir problemas de topologia e fechar lacunas para criar modelos prontos para simulação e gerar malhas confiáveis. 3. Criação, modificação e exploração de design geométrico Os engenheiros precisam ser capazes de avaliar rapidamente alternativas de projeto sem precisar retornar repetidamente ao ambiente CAD original. Um pré-processador de geometria abrangente deve fornecer um conjunto completo de ferramentas de modelagem, incluindo extrusão, revolução, loft, varredura, modelagem síncrona e modelagem de forma livre. Combinadas com recursos de parametrização, essas ferramentas permitem a criação, modificação, otimização e estudos de hipóteses de geometria de forma eficiente, diretamente no workflow de simulação. 4. Gestão de mudanças por meio de reimportação perfeita Alterações de projeto são inevitáveis ​​ao longo do ciclo de desenvolvimento do produto. Um pré-processador de geometria eficiente deve suportar a reimportação perfeita de dados CAD atualizados, preservando automaticamente as operações de geometria, parâmetros e trabalho de preparação de simulação existentes. Essa capacidade elimina o esforço repetitivo de pré-processamento e reduz significativamente o tempo de resposta entre as revisões de projeto e a simulação. 5. Capacidades avançadas de engenharia e automação Além da preparação da geometria, um poderoso pré-processador fornece ferramentas especializadas para fluxos de trabalho de CFD e FEA, suporta modelagem B-Rep e convergente, permite consultas geométricas inteligentes e oferece recursos de script para automação do workflow. Esses recursos permitem que os engenheiros lidem com eficiência com aplicações que vão desde eletrônicos e baterias até turbinas, motores, aeronaves e navios. O pré-processador de geometria do Simcenter STAR-CCM+: a ponte definitiva Dentre as soluções disponíveis atualmente, o pré-processador de geometria Simcenter STAR-CCM+ se destaca por combinar essas funcionalidades em um único ambiente focado em simulação, atuando como uma ponte perfeita entre sistemas CAD e fluxos de trabalho CAE. A integração perfeita entre CAD e CAE: um caso de sucesso da Siemens A discussão em torno do pipeline otimizado dentro do Ecossistema de Software para Indústrias Digitais da Siemens destaca uma solução inovadora para a integração perfeita de CAD para CAE, acelerando a engenharia digital e aprimorando a eficiência do ciclo de vida do produto. O principal gargalo nos negócios geralmente surge do atrito enfrentado pelas equipes de engenharia ao extrair modelos complexos de sistemas PLM seguros para ambientes de simulação. Exportações manuais levam à perda de informações críticas sobre a procedência dos dados, à degradação das restrições estruturais e à eliminação da inteligência paramétrica de engenharia, prolongando significativamente os ciclos de verificação e aumentando os custos. A solução integrada à empresa envolve um workflow de dados automatizado e gerenciado, partindo do Designcenter NX e sendo controlado dinamicamente pelo Teamcenter através de esquemas PLMXML e do Designcenter NX Adaptor. Isso garante que os ativos estruturados sejam passados ​​diretamente para o pré-processador de geometria e para o Simcenter STAR-CCM+ , criando uma arquitetura totalmente rastreável que preserva a estrutura do projeto, as montagens, os metadados e a geometria exclusiva. Principais diferenciais operacionais: Fluxos de dados PLM seguros e rastreáveis: minimizando as exportações de geometria bruta e mantendo a integridade dos dados. Hierarquia de montagem totalmente associativa Ferramentas automatizadas de limpeza de geometria: Incluindo ferramentas de remoção de detalhes, remoção de logotipos/furos irregulares e remoção de pequenas entidades. Ferramentas paramétricas especializadas: Abrangendo os campos de formas livres e turbomáquinas, baterias e motores de combustão interna, com recursos para extrair volumes de fluidos internos/externos e rastrear contatos. Montagem de motor de combustão interna demonstrando posicionamento baseado em restrições de montagem. Modelo de pacote eletrônico preparado para simulação usando restrições de instanciação e montagem. Workflow de extração de fluido da passagem da pá da turbina Extração de volume de fluido em geometrias finas de resfriamento a água para GPUs Principais pilares técnicos do pré-processador de geometria O pré-processador de geometria transforma perfeitamente estruturas gerenciadas por PLM em domínios computacionais prontos para simulação, com base em vários pilares técnicos fundamentais: Suporte completo para montagem: Extrai e exibe a estrutura hierárquica completa diretamente do Teamcenter por meio de metadados PLMXML, preservando nomes personalizados, strings de peças e atributos de rastreamento. Permite que os usuários apliquem restrições de montagem. Ferramentas avançadas de reparo: Analisa, identifica e resolve anomalias de projeto estrutural não-manifold, construindo volumes de contorno computacionais estanques necessários para a geração de malhas. Isso inclui: Recurso: Remoção automática de chanfros, rebaixos e arredondamentos secundários. Remoção de logotipo: Remoção rápida de textos e carimbos da marca corporativa. Remoção de furos irregulares: Reparo de recortes estruturais complexos e não interligados. Volume da ponte: Eliminação das folgas entre as peças. Repair-Cad: Converte geometrias inválidas em geometrias prontas para simulação. Especializações avançadas de pré-processamento: Utilização de ambientes de teste funcionais personalizados para acelerar configurações geométricas e físicas específicas, tais como: Ferramentas de modelagem de forma livre: Integração de um mecanismo de modelagem direto e altamente adaptativo na tela de pré-processamento da simulação, permitindo que os analistas façam ajustes localizados sem recorrer aos fluxos de trabalho CAD padrão. Isso inclui deformação direta de superfícies, ciclos de otimização aerodinâmica e modelagem interativa. Ferramentas específicas para turbinas: para perfis de pás, passagens, cubo e corte da cobertura. Facet/Mesh to B-REP: Converte o modelo convergente em geometria B-rep editável. Ferramentas de busca e mecanismo de consulta Diversos mecanismos de consulta para identificar entidades topológicas Utilização de consultas em funcionalidades individuais Navegador de contatos: Oferece uma maneira rápida de verificar contatos presenciais antes de se conectarem. Estudo de caso: Modelagem paramétrica e modificação geométrica usando ferramentas de forma livre A ferramenta Freeform no pré-processador de geometria oferece uma maneira poderosa de modificar e parametrizar a geometria importada. Ao controlar as condições de contorno das arestas, os engenheiros podem criar e avaliar rapidamente múltiplas variações de projeto sem precisar retornar ao modelo CAD original. Estudo de caso: Preparando um modelo de motor complexo para simulação CFD Este workflow demonstra como uma montagem complexa de motor pode ser transformada de dados CAD de produção em um domínio computacional pronto para simulação. Usando ferramentas avançadas de reparo, simplificação, limpeza de topologia e extração de volume de fluido, os engenheiros podem eliminar rapidamente problemas geométricos, gerar regiões fluidas estanques e acelerar a transição dos dados de projeto para a análise CFD sem precisar retornar ao modelo CAD original. O exemplo destaca como um pré-processador de geometria dedicado acelera a configuração da simulação, preservando a intenção do projeto. Impacto comercial mensurável O pipeline de integração otimizado proporciona benefícios significativos para os negócios: Redução do tempo de preparação da geometria: A remoção automática de detalhes, a limpeza de marcas/preenchimentos de recursos e a limpeza de furos irregulares podem reduzir o tempo de pré-processamento de dias para meras horas. Taxa de iteração de projeto aprimorada: as variantes paramétricas transitam rapidamente do Designcenter NX/Teamcenter, por meio do Designcenter NX Adaptor, diretamente para os loops de simulação ativos, sem a necessidade de redefinir parâmetros. 100% de proveniência e integridade da estrutura dos dados: O fluxo de pipeline automatizado do Teamcenter gerenciado por PLMXML + Designcenter NX Adaptor substitui as exportações tradicionais de arquivos neutros que causam perda de histórico e hierarquia. Modelos leves e carregamento rápido de arquivos: A instanciação inteligente de objetos, aliada à transferência de metadados, resolve os desafios da duplicação não gerenciada de componentes em grandes montagens. Em uma era onde a engenharia orientada por simulação é essencial para a inovação de produtos, o pré-processador de geometria tornou-se um facilitador estratégico, e não apenas uma ferramenta de pré-processamento. Ao preencher a lacuna entre CAD e CAE, o pré-processador de geometria do Simcenter STAR-CCM+ ajuda o engenheiros a gastar menos tempo preparando a geometria e mais tempo gerando insights que impulsionam melhores produtos. Se a sua empresa busca reduzir o tempo de preparação da geometria e acelerar a transição do CAD para a simulação, agende uma reunião com a CAEXPERTS para conhecer como o pré-processador de geometria do Simcenter STAR-CCM+ pode otimizar esse fluxo. Conduzimos os primeiros projetos em colaboração com sua equipe para maximizar o retorno do investimento, ajudando sua empresa a extrair o máximo desempenho da ferramenta e obter resultados mais rápidos, precisos e confiáveis em seus projetos. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

Projetar antenas de alto desempenho exige mais do que prever com precisão o comportamento eletromagnético. Os engenheiros também precisam explorar alternativas de projeto de forma eficiente e compreender as compensações entre diferentes objetivos de desempenho. Ao combinar os recursos de simulação eletromagnética do Simcenter Feko com os recursos de exploração automatizada de projetos do Simcenter HEEDS, os engenheiros podem passar de forma eficiente da simulação para projetos de antenas otimizados. Da simulação de antenas à otimização de projetos O desempenho de uma antena depende de inúmeros parâmetros interdependentes, como dimensões geométricas, propriedades do substrato, posição da alimentação e tamanho do plano de terra. O Simcenter Feko permite que os engenheiros modelem esses efeitos e avaliem o desempenho da antena em diferentes variantes de projeto usando simulação eletromagnética numérica. À medida que o número de variáveis ​​de projeto e objetivos de desempenho aumenta, explorar manualmente essas variantes torna-se cada vez mais desafiador. A integração do Simcenter Feko com o Simcenter HEEDS introduz recursos de otimização automatizada, incluindo otimização mono e multiobjetivo, análise de robustez e otimização de confiabilidade, criação de modelos substitutos e automação de fluxo de trabalho. Neste blog, demonstramos essa abordagem por meio da otimização da forma de uma lente dielétrica posicionada sobre uma antena corneta. A simulação utiliza um solver híbrido de método dos momentos (MoM) e método dos elementos finitos (FEM) no Simcenter Feko a 3,05 GHz. A região FEM representa o guia de ondas, incluindo um circulador anisotrópico, enquanto o MoM é usado para a corneta metálica. A lente dielétrica é modelada utilizando o princípio da equivalência de superfície (SEP). O objetivo é otimizar a forma da lente para maximizar o ganho da antena, tornando o padrão de ganho o mais simétrico rotacionalmente possível. Figura 1. Modelo Simcenter Feko da antena de corneta e da lente dielétrica com as respectivas regiões computacionais Parametrização do modelo de antena para otimização do projeto Para permitir uma exploração eficiente do projeto, a geometria da lente é parametrizada usando a ferramenta NURBS no módulo CADFEKO do Simcenter Feko. Um octante da lente é representado por uma superfície de Bézier biquadrática racional definida por nove pontos de controle e nove pesos. A lente completa é então construída cortando a superfície ao longo do plano z=0 e espelhando-a em relação aos planos de simetria x=0, y=0 e z=0. Os pontos de controle das superfícies de Bézier têm um significado geométrico, o que facilita o controle da continuidade G0 e G1 ao longo das conexões entre os patches. A parametrização da lente resultante forma um espaço de projeto de 11 dimensões. Vídeo 1. Modelagem parametrizada da lente dielétrica no Simcenter Feko CADFEKO Quatro funções objetivo são definidas para avaliar o desempenho da antena ao longo da otimização. O objetivo 1 representa o ganho da antena na direção do eixo principal, enquanto os objetivos 2 e 3 descrevem os níveis de lóbulos laterais (SLL) nos planos E e H. O objetivo 4 representa o ganho mínimo ao longo da isocurva θ=15°. Maximizar o objetivo 4 ajuda a produzir um padrão de ganho quase simétrico rotacionalmente. Com o modelo parametrizado e as funções objetivo definidas, a simulação eletromagnética é realizada no Simcenter Feko para calcular as respostas da antena e gerar os gráficos relevantes no módulo POSTFEKO. Conectando o Simcenter Feko ao Simcenter HEEDS Com o modelo Feko parametrizado e a configuração de simulação definidos, o próximo passo é conectar o fluxo de trabalho ao Simcenter HEEDS. O portal Feko no HEEDS é configurado apontando-o para os diretórios de instalação do Simcenter Feko. O fluxo de trabalho de simulação eletromagnética pode então ser definido em três etapas principais: abrir o modelo parametrizado no CADFEKO, executar o solver Feko para calcular as respostas e visualizar os resultados no POSTFEKO. Os dados resultantes são enviados para o Simcenter HEEDS, que determina o próximo conjunto de variáveis ​​de projeto de acordo com a abordagem de análise selecionada e repete automaticamente o fluxo de trabalho de simulação eletromagnética no Simcenter Feko. As visualizações 3D e 2D do POSTFEKO também estão disponíveis no HEEDS, permitindo que os engenheiros monitorem o projeto e seu desempenho correspondente ao longo da otimização. Vídeo 2. Conectando o fluxo de trabalho de simulação do Simcenter Feko com o Simcenter HEEDS Explorando e otimizando projetos de antenas com o SHERPA Uma vez que o fluxo de trabalho de simulação do Simcenter Feko esteja conectado ao Simcenter HEEDS, o espaço de projeto pode ser explorado e otimizado sistematicamente. O Simcenter HEEDS oferece diversas abordagens para exploração e otimização de projetos, sendo o SHERPA sua principal estratégia de otimização. SHERPA significa Exploração Híbrida Simultânea, Robusta, Progressiva e Adaptativa. Em vez de depender de um único método de otimização, o SHERPA emprega simultaneamente múltiplas estratégias de busca e aloca o esforço computacional de forma adaptativa aos métodos com melhor desempenho à medida que o estudo avança. Isso reduz a necessidade de os engenheiros selecionarem um algoritmo de otimização específico antecipadamente, tornando o SHERPA particularmente adequado para otimização de projetos de alta fidelidade, orientada por simulação, onde cada avaliação é crucial. Neste exemplo, um estudo de otimização multiobjetivo é definido no Simcenter HEEDS para explorar mais de 150 projetos de antenas. Em vez de produzir um único projeto ótimo, o estudo identifica um conjunto de soluções Pareto-ótimas que representam diferentes compromissos entre as metas de desempenho definidas. Vídeo 3. Explorando o espaço de projeto de antenas com o SHERPA no Simcenter HEEDS Avaliação de projetos de antenas Pareto-ótimos Após a conclusão da otimização SHERPA, as soluções Pareto-ótimas podem ser analisadas usando os recursos de pós-processamento do Simcenter HEEDS. A ferramenta Trade-offs, acessível pela guia Discover, fornece uma representação visual dessas soluções, auxiliando os engenheiros a comparar as compensações de desempenho e selecionar um projeto de antena adequado. Neste exemplo, o projeto 148 oferece um bom equilíbrio entre os objetivos de otimização, melhorando o ganho da antena em 22% e o indicador-chave de desempenho (KPI) de circularidade em 59%. Vídeo 4. Avaliando projetos de antenas Pareto-ótimos no Simcenter HEEDS Conclusão A combinação do Simcenter Feko com o Simcenter HEEDS permite que os engenheiros explorem sistematicamente um espaço de projeto de antenas mais amplo, mantendo a simulação eletromagnética de alta fidelidade como elemento central do processo. A automatização da simulação e avaliação repetidas de variantes de projeto pode ajudar a reduzir o tempo de projeto e a identificar soluções promissoras, além de permitir a tomada de decisões ponderadas entre objetivos de desempenho concorrentes. Embora este exemplo se concentre no projeto de antenas, a mesma abordagem pode ser estendida a outras aplicações eletromagnéticas, incluindo a otimização do comportamento EMC e da seção transversal de radar (RCS). Quer otimizar o desenvolvimento de antenas e explorar de forma mais eficiente diferentes alternativas de projeto? Agende uma reunião com a CAEXPERTS e conheça como o Simcenter Feko e o Simcenter HEEDS podem apoiar seus projetos com simulação eletromagnética e otimização automatizada. Conduzimos os primeiros projetos em colaboração com sua equipe para maximizar o retorno do investimento, ajudando sua empresa a extrair o máximo desempenho das ferramentas e obter resultados mais rápidos, precisos e confiáveis em seus projetos. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

A ascensão dos robôs caminhantes Há poucos anos, os cães robôs pareciam demonstrações futuristas. Hoje, estão se tornando ativos industriais valiosos. Operadoras de energia os utilizam para inspecionar subestações e instalações offshore. Empresas de mineração os avaliam para operações em ambientes perigosos. Robôs caminhantes estão se tornando tecnologia essencial para vigilância e operações autônomas. Ao mesmo tempo, outros tipos de robôs caminhantes, como os inspirados em insetos, estão abrindo possibilidades totalmente novas. Graças à sua excepcional estabilidade e capacidade de navegar em ambientes confinados ou irregulares, os robôs hexápodes estão surgindo como soluções promissoras para aplicações de inspeção e exploração. Por trás de cada robô bem-sucedido, existe uma combinação complexa de projeto mecânico, sistemas de atuação, controles, software, sensores, gerenciamento de energia e IA. À medida que a concorrência se intensifica e os ciclos de desenvolvimento se encurtam, as empresas de robótica não podem mais depender exclusivamente da prototipagem física. Simulação de sistemas de gêmeos digitais com multifísica e controles para obter robôs mecatrônicos É aqui que o Simcenter Amesim oferece uma vantagem decisiva. Através da simulação de sistemas multidomínio, as equipes de engenharia podem avaliar, otimizar e validar arquiteturas de robôs antes de construir o hardware. Por que a simulação de sistemas é fundamental Os clientes que adquirem plataformas robóticas esperam mais do que uma máquina que consegue andar. Eles esperam um robô que possa operar de forma confiável, segura e eficiente em ambientes reais. Para alcançar esse objetivo, os desenvolvedores devem responder a perguntas cruciais logo no início: O robô conseguirá manter a estabilidade em terrenos irregulares? Qual a capacidade de carga que ele pode transportar? Quanto tempo dura a bateria? Qual tecnologia de atuador é a ideal? Como o sistema de controle responderá às perturbações? Será que os algoritmos de autonomia conseguem lidar com obstáculos inesperados? A simulação de sistemas permite que os engenheiros respondam a essas perguntas virtualmente. As simulações são executadas em poucos segundos de tempo de CPU, não em horas. Os usuários podem acessar todas as variáveis ​​dos resultados calculados, como forças, torques, velocidades, acelerações, temperaturas, correntes, tensões, pressões ou qualquer tipo de resultado que desejem prever, graças aos gêmeos digitais. Não se trata apenas de animações com deslocamentos impostos, mas de grandezas físicas reais calculadas diretamente a partir de equações dinâmicas para todos os tipos de física: mecânica, elétrica, hidráulica, pneumática, térmica, controles, … As soluções Simcenter Systems oferecem computação real, resolvendo equações dinâmicas em poucos segundos de tempo de CPU; não se trata apenas de animação Com o Simcenter Amesim, as equipes podem combinar dinâmica mecânica, sistemas hidráulicos, sistemas de propulsão elétrica, controles e gerenciamento de energia em um único modelo digital. Os problemas podem ser identificados antes que iterações de hardware dispendiosas sejam necessárias. O resultado é uma inovação mais rápida, menor risco de desenvolvimento e plataformas robóticas de maior desempenho. De quadrúpedes hidráulicos a robôs formiga elétricos Vamos ver como o Simcenter Amesim está acelerando o desenvolvimento de robôs bípedes com simulação de sistemas. Na verdade, trata-se apenas de aprender com os robôs mais bem-sucedidos da natureza. A natureza já resolveu muitos desafios de mobilidade. A robótica moderna está cada vez mais adotando essas soluções. Os dois gêmeos digitais do Simcenter Amesim que serão apresentados a seguir mostram arquiteturas de robôs complementares: um robô articulado de quatro pernas acionado por atuadores hidráulicos e servoválvulas, e um robô de seis pernas inspirado em formigas, acionado por motores elétricos. Juntos, eles ilustram como a simulação de sistemas pode apoiar o desenvolvimento de sistemas de mobilidade avançados antes mesmo da construção de protótipos físicos. Arquiteturas complementares com robô de 4 pernas com atuadores hidráulicos e robô de 6 pernas com motores elétricos Vamos começar pelos cães-robôs e plataformas quadrúpedes. Este gêmeo digital quadrúpede do Simcenter Amesim demonstra como robôs de quatro pernas alcançam um equilíbrio entre velocidade, agilidade, mobilidade e estabilidade. Suas pernas articuladas, sistema de atuação hidráulica e estratégias avançadas de controle de marcha permitem: Subir escadas Travessia de obstáculos Navegação em terreno acidentado Transporte estável de carga Robô quadrúpede com atuadores hidráulicos – Gêmeo digital e desempenho O modelo demonstra tanto o trote quanto a marcha, destacando a importância da coordenação entre os pares de pernas e a estabilidade corporal. Para clientes industriais, essa capacidade se traduz em robôs capazes de alcançar locais inacessíveis a sistemas com rodas. Vamos agora ao segundo exemplo de formigas mecânicas e robôs hexápodes. Este gêmeo digital da formiga mecânica de seis pernas demonstra uma filosofia diferente. Utilizando uma marcha em tripé, três pernas permanecem sempre em contato com o solo enquanto as outras três avançam. Robô de 6 pernas com motores elétricos – Três pernas permanecem sempre em contato com o solo Essa abordagem proporciona alta estabilidade estática, excelente adaptação ao terreno, risco reduzido de capotamento e movimentação confiável em espaços confinados. Robô de 6 pernas com motores elétricos – Gêmeo digital e desempenho Portanto, existem muitas aplicações possíveis, como inspeção em instalações industriais, oleodutos, túneis, infraestrutura subterrânea e ambientes de exploração remota. Impressionante, não é? Sistemas de gimbal para observação avançada Vamos agora aprofundar um pouco mais a análise, adicionando alguns sistemas auxiliares mais presentes em robôs caminhantes. De fato, os robôs quadrúpedes modernos estão se tornando cada vez mais plataformas móveis de sensoriamento, em vez de simplesmente máquinas que caminham. Uma tendência emergente é a integração de sistemas de gimbal multieixos estabilizados montados na parte superior do robô. Essas cargas úteis inteligentes podem transportar conjuntos de sensores ópticos, térmicos, LiDAR ou multissensores, mantendo uma linha de visão estável mesmo quando o robô se desloca em terrenos irregulares. Robô quadrúpede com um sistema de gimbal acoplado à cabeça, caminhando em uma trajetória predefinida para observar continuamente um objeto em movimento Este é, na verdade, um desafio de seis graus de liberdade (6 DoF). Teoricamente, pode-se imaginar que não seja tão fácil de resolver, mas, na realidade, é bastante simples obter resultados impressionantes no ambiente Simcenter Amesim. De fato, todos os subsistemas e toda a física podem ser combinados com poucos cliques, enquanto o solver inteligente computa todas as equações instantaneamente, desde dinâmicas lentas até transientes muito rápidos ou fenômenos de alta frequência. Essa abordagem bem-sucedida pode ser conduzida incluindo toda a física detalhada, desde atritos mecânicos, histerese, folgas, vazamentos, etc. O robô quadrúpede experimenta constantemente movimentos corporais causados ​​pela locomoção, irregularidades do terreno, aceleração e manobras de giro. Ao mesmo tempo, o conjunto de sensores embarcado precisa rastrear e observar continuamente um ponto de interesse em movimento dentro de um ambiente dinâmico. O desafio aqui é garantir que o conjunto de sensores permaneça apontado com precisão enquanto o próprio robô estiver em movimento. O desenvolvimento de um sistema integrado como esse exige a compreensão da interação entre mobilidade, sensoriamento e controle. A simulação ajuda a identificar se as limitações de desempenho têm origem na plataforma do robô, na mecânica do gimbal, na estratégia de controle ou na arquitetura dos sensores. Validação virtual do desempenho de rastreamento Um gêmeo digital permite que os engenheiros avaliem milhares de cenários de rastreamento antes do início dos testes de hardware. Os cenários possíveis incluem: Observação de objetos em movimento a velocidades variáveis Mudanças rápidas de direção ou altitude Operações em terreno acidentado Vibrações induzidas por marchas de trote ou caminhada Perda temporária da linha de visão Centenas de cenários virtuais são investigados com validação virtual Ao combinar a dinâmica de robôs, a mecânica de gimbals e os algoritmos de controle em um único ambiente de simulação, as equipes podem avaliar a eficácia geral da missão, em vez de otimizar componentes individuais isoladamente. A vantagem estratégica da robótica orientada por simulação À medida que as empresas industriais expandem o uso de sistemas autônomos, as expectativas em relação à confiabilidade, autonomia e eficiência continuam a aumentar. Organizações que desenvolvem robôs-cães, hexápodes e futuras gerações de robôs autônomos de inspeção precisam de ferramentas de engenharia capazes de gerenciar essa crescente complexidade. Ao validar o desempenho virtualmente antes da implementação do hardware, as empresas de robótica podem reduzir o risco de desenvolvimento, acelerar os ciclos de inovação e lançar plataformas robóticas mais capazes no mercado mais rapidamente. Pode-se, por exemplo, considerar o desenvolvimento de controles avançados para robôs bípedes, cujo desafio é garantir o equilíbrio adequado enquanto os efeitos da atuação e a dinâmica corporal impactam seu movimento, dependendo da velocidade (lenta ou rápida). Trata-se de encontrar a lógica de controle correta para garantir seu equilíbrio em todos os momentos. E, de forma contra-intuitiva, descobre-se que as velocidades mais altas eram mais fáceis de controlar em comparação com os movimentos lentos, já que o momento de equilíbrio é reduzido. Robô bípede: um robô bípede correndo Com o Simcenter Amesim, as equipes de engenharia podem avaliar a locomoção, a atuação, os sistemas de energia, os controles, a autonomia e os fluxos de trabalho de IA do veículo em um único ambiente de simulação. É possível até mesmo conectar joysticks para pilotá-lo remotamente, graças aos recursos de simulação dinâmica em tempo real do painel de controle com entradas de controlador no Simcenter Amesim. Chegando até ao ponto de projetar renas robôs Vamos além e tornar a brincadeira ainda mais divertida. Que tal puxar o trenó do Papai Noel com renas robôs? É mais rápido e mais barato do que usar renas de verdade. Para melhorar a produtividade e o planejamento das entregas (fundamental para entregar milhares de presentes no prazo), o Papai Noel transformou seus alces e renas em versões robotizadas. Agora é muito mais eficiente: basta programar o trajeto e as renas robôs conduzem o trenó sozinhas até a localização GPS selecionada para entregar os presentes nos endereços certos. Papai Noel celebra o Natal com renas robôs no Simcenter Amesim, graças à sua biblioteca 3D Mechanical para simulação de múltiplos corpos A Boston Dynamics celebra o Natal colocando renas robóticas para puxar o trenó do Papai Noel Principais conclusões – Experimente inúmeros benefícios usando a simulação de sistemas Chegou a hora de concluir e resumir os benefícios de usar a simulação de sistemas no projeto de robôs caminhantes. O Simcenter Amesim permite que engenheiros avaliem sistemas robóticos completos por meio de simulação de sistemas multidomínio, ajudando as equipes a otimizar locomoção, atuação, sistemas de energia, software de controle e autonomia habilitada por IA antes da construção de protótipos físicos. Desde cães-robôs que inspecionam instalações industriais até robôs inspirados em insetos que exploram espaços confinados (biomimética), os robôs caminhantes estão transformando a forma como as indústrias operam. No entanto, alcançar o equilíbrio certo entre mobilidade, autonomia, eficiência energética, inteligência e confiabilidade exige uma abordagem de engenharia abrangente. Ao adotar metodologias de engenharia baseada em modelos e gêmeos digitais, as organizações podem acelerar a inovação, reduzir o risco de desenvolvimento e lançar plataformas robóticas mais capazes no mercado com maior rapidez. O futuro da robótica quadrúpede e multilegs será construído não apenas em laboratórios de hardware, mas primeiramente no mundo virtual, por meio de simulação de sistemas avançados. Para aproveitar o potencial da simulação de sistemas no desenvolvimento de robôs caminhantes e acelerar a validação de locomoção, atuação, controles e gerenciamento de energia, agende uma conversa com a CAEXPERTS. Nossa equipe pode apoiar a implementação e aplicação do Simcenter Amesim, conduzindo os primeiros projetos em colaboração com sua equipe para maximizar o retorno do investimento e ajudar sua empresa a extrair o máximo desempenho da ferramenta, obtendo resultados mais rápidos, precisos e confiáveis em seus projetos. WhatsApp: +55 (48) 98814-4798 E-mail: contato@caexperts.com.br

O alto grau de automatização das ferramentas da SIEMENS DIGITAL INDUSTRIES garantem que, mesmo enquanto a equipe de engenharia descansa, sua empresa continua gerando valor, produtos e soluções inovadoras. Projeto estrutural, térmico, acústico, elétrico e o que mais for necessário. HEEDS; CAD e CAE Topológico. Otimização de Projetos Na otimização, pode-se buscar valores minimizando/maximizando uma função matemática através da escolha sistemática dos valores que permite o comparativo entre diversas configurações e um estudo detalhado dos modelos em diferentes físicas. Contate um Especialista Continue projetando, mesmo no contraturno Projeto estrutural, térmico, acústico, elétrico e o que mais for necessário O alto grau de automatização das ferramentas da SIEMENS DIGITAL INDUSTRIES garantem que, mesmo enquanto a equipe de engenharia descansa, sua empresa continua gerando valor, produtos e soluções inovadoras. Essa característica garante que o time de engenharia possa dedicar seu tempo aos processos de inovação e desenvolvimento de produtos, enquanto o software se encarrega de testar as soluções, entregando a melhor opção possível. Os softwares de otimização da Siemens Digital Industries têm a capacidade de lidar com diversas físicas em conjunto, integrando rotinas de cálculos já validadas pelas empresas com as aplicações CAE mais conhecidas do mercado. Isto permite a integração completa de todo o ciclo produtivo e de projeto, integrando as áreas de engenharia, sendo possível otimizar produtos e projetos com foco em redução de custo de matéria-prima, tempo produtivo, eficiência e robustez do produto. Tudo isso no mesmo software , de maneira integrada e automatizada. HEEDS Software especializado em otimização, capaz de avaliar dados de diversas fontes em busca das melhores alternativas de projeto usando parâmetros de CAD/CAE. ⇐ Voltar para Disciplinas

O software Simcenter 3D para simulação estrutural oferece um conjunto de solvers estruturais de elementos finitos (FE). Simcenter Nastran; estruturas inovadoras; tecnologia síncrona; estática ou dinâmica, linear ou não linear, composta ou outra. simulações multidisciplinares; Simcenter 3D Simulação Estrutural O software Simcenter™ 3D para simulação estrutural oferece um conjunto de solvers estruturais de elementos finitos (FE) que fazem parte do portfólio Simcenter de ferramentas de simulação. Eles são usados por engenheiros em todos os setores como parte de seu processo de desenvolvimento de produtos para avaliar o desempenho estrutural de seus sistemas. Integrando o solver do Simcenter Nastran, as soluções estruturais do Simcenter 3D oferecem recursos escalonáveis, abertos e extensíveis para analistas gerais e avançados. Eles podem ser usados em laptops, estações de trabalho e servidores para resolver tudo, desde pequenos modelos até os maiores modelos industriais de última geração. O Simcenter Nastran está disponível com licenciamento empresarial, o que significa que pode ser usado independentemente das soluções pré/pós Simcenter e pode ser executado em sistemas operacionais Windows e Linux. Benefícios da solução Reduza o risco usando simulação para economizar tempo e custo Acelere a inovação com iterações rápidas Investigue o desempenho do produto virtualmente sob condições operacionais Co-simulação com Simcenter Nastran Uma plataforma para simulação multidisciplinar Reduza riscos e custos enquanto desenvolve estruturas inovadoras Investigue o desempenho do produto virtualmente em todas as condições operacionais possíveis, incluindo condições operacionais influenciadas termicamente Obtenha resultados de solução mais precisos do que a análise linear quando as suposições lineares padrão são inválidas Aumente a confiança nos projetos finais investigando virtualmente o desempenho do seu produto em todas as condições operacionais possíveis O software Simcenter 3D aborda a engenharia de produtos complexos, oferecendo melhorias significativas na eficiência da simulação. Com tecnologias de simulação 3D de capacidade avançada e uma poderosa tecnologia de preparação de modelos, o Simcenter 3D oferece novos métodos que aumentam o realismo e fornecem uma melhor percepção. A tecnologia síncrona no Simcenter 3D ajuda a reduzir o tempo gasto na abstração do modelo e edição de geometria. Malhas, cargas e condições de contorno estão todas associadas ao projeto básico, portanto, quando a topologia do projeto muda, você pode atualizar rapidamente os resultados da simulação. Os solvers e as ferramentas de análise fornecem toda a precisão e velocidade de que você precisa para obter informações oportunas orientadas por simulação. O Simcenter 3D inclui solvers que permitem que você mergulhe profundamente na física. Todo especialista em aplicação encontrará tecnologia de ponta que se adapta ao problema – estática ou dinâmica, linear ou não linear, composta ou outra, incluindo materiais dependentes da temperatura e cargas térmicas que atuam em uma estrutura. Além das soluções estruturais, o Simcenter Nastran também permite a co-simulação de física estrutural, térmica e de fluxo. Um ambiente multifísico dedicado permite definir a solução completa em um único modelo, tornando a co-simulação facilmente acessível a um amplo conjunto de usuários. A solução de simulação estrutural Simcenter 3D faz parte de um ambiente de simulação multidisciplinar maior e integrado com o Simcenter 3D Engineering Desktop no núcleo para pré/pós-processamento centralizado para todas as soluções Simcenter 3D. Esse ambiente integrado ajuda você a obter processos CAE mais rápidos e simplificar simulações multidisciplinares que integram simulação estrutural com outras disciplinas, como simulação térmica, dinâmica de fluidos, dinâmica multicorpos ou simulação eletromagnética. Aplicações da indústria O Simcenter Nastran ajuda fabricantes e fornecedores de engenharia em muitos setores com suas necessidades críticas de computação de engenharia para que possam produzir projetos seguros, confiáveis e otimizados em ciclos de projeto cada vez mais curtos. Fuselagem - Aeroespacial e defesa - Motores aeronáuticos Automotivo – Veículos terrestres Marinho Eletrônicos Bens de consumo Quadro do avião – Rigidez, durabilidade do quadro, frequência modal Asas – Rigidez, flambagem da pele, frequência modal Escotilha do avião - Vedações, resistência estrutural Pilões de avião, ailerons , estabilizadores – Rigidez, força Satélite – Estresse térmico e distorção, compostos, frequência modal Veículos lançadores – Estresse térmico, cargas de manobra, cargas de raquete de carga útil Estruturas de lançamento – Cargas de vento, cargas de lançamento Ventiladores de motores aerodinâmicos – Cargas rotativas, distorção, compostos Compressor de motores aerodinâmicos – Cargas rotativas, tensão e distorção térmica, vida, tensões de parafusos, simetria cíclica, simetria de eixos Turbinas de motores aeronáuticos - Cargas rotativas, estresse térmico e distorção, vida, fluência, simetria cíclica, simetria de eixos, modelagem de ruptura Carcaça de motores aeronáuticos – Cargas de rolamento, cargas de manobra Setores Corpo – Esmagamento do telhado, resistência do painel, rigidez, durabilidade do quadro Trem de força/linha de transmissão – Cargas de torque, estresse térmico e distorção Chassis - Cargas de dureza, deflexões de suspensão Veículos fora de estrada – Resistência, durabilidade, estruturas de proteção contra capotamento (ROPs), estabilidade Ferramentas de fabricação – Tensão térmica e distorção, frequência modal, tensões aparafusadas Estruturas de suporte - Estabilidade, estresse Navios cheios – Rigidez, deformação, força Cascos - Ruptura da pele Anteparas - Resistência estrutural Equipamento portátil – Simulação de queda, estresse de componente plástico Placas de circuito impresso (PCB) – Estresse térmico e distorção, força da junta de solda Caixas eletrônicas - Resistência do suporte, frequência modal Embalagem – Resistência, estabilidade, hiperelasticidade, fluência Módulos O software Simcenter 3D Structures é um ambiente de engenharia assistida por computador (CAE) 3D unificado, escalável, aberto e extensível para analistas de simulação. O Simcenter 3D Structures é um pacote que combina o Simcenter 3D Engineering Desktop, o ambiente Simcenter Nastran e o solver Simcenter Nastran Basic. Juntos, o Simcenter 3D Structures oferece a melhor modelagem de simulação da categoria com o poder de realizar análises estruturais básicas com um solver padrão do setor. O Simcenter 3D Engineering Desktop contido no Simcenter 3D Structures acelera o processo de simulação, ajudando você a construir com eficiência o modelo de simulação que você precisa a partir de geometria 3D mais rápido do que os pré-processadores CAE tradicionais. O solver Simcenter Nastran integrado no Simcenter 3D Structures permite que você envie modelos de análise perfeitamente para análises estáticas lineares, modos normais, flambagem e transferência de calor básica. O Simcenter 3D Structures também forma a base sobre a qual você pode adicionar soluções adicionais para análises dinâmicas estruturais, não lineares em várias etapas, térmicas, de fluxo, acústicas, de movimento, otimização e multifísicas, tudo em um único ambiente. O Simcenter Nastran permite que você inicie a simulação digital em seu processo de desenvolvimento de produtos, fornecendo acesso a uma ampla biblioteca de tipos de elementos finitos e modelos de materiais, manipulando casos de carga de forma robusta e fornecendo várias sequências de soluções eficientes para análises em modelos de tamanho ilimitado. Você também pode realizar estudos de sensibilidade com base nesses tipos de análise. A licença básica do Simcenter Nastran vem com um conjunto básico completo de recursos estruturais como ponto de entrada para o Simcenter Nastran. Ele também vem com um solver básico de transferência de calor e as temperaturas resultantes podem ser usadas como cargas em uma solução estrutural. O Simcenter Nastran Multistep Nonlinear é uma solução avançada que fornece recursos abrangentes para não lineares geométricos, contato, plasticidade, fluência, hiperelasticidade e outros comportamentos de materiais. A solução de várias etapas permite que os usuários configurem subcasos sequenciais para modos de pré-carga, estática não linear, transiente não linear, modal, flambagem, pós-flambagem e harmônico. Este é um produto complementar a uma licença básica que oferece duas opções de solução não linear: solução Simcenter Nastran SOL 401 e SOL 402. Ambas são adequadas para uma ampla variedade de problemas não lineares, mas cada uma também possui recursos exclusivos. O Simcenter Nastran DMP é um módulo complementar ao Simcenter Nastran Basic. Ele permite o processamento paralelo usando memória distribuída. É uma abordagem eficiente para resolver grandes modelos e pode ser usada em estações de trabalho com multiprocessadores usando Windows. As soluções DMP estão disponíveis para soluções estáticas (SOL 101), soluções modais de autovalor (SOL 103), soluções modais de resposta dinâmica (SOL 111 e 112), soluções de frequência direta (SOL 108) e soluções não lineares (SOL 401 e SOL 402). O DMP também pode ser usado em combinação com o SMP, que vem como parte do Simcenter Nastran Basic. Benefícios do módulo: Acelere os processos de simulação em até 70 por cento Realize análises estruturais precisas e confiáveis com o solver Simcenter Nastran Basic integrado Aumente a qualidade do produto simulando rapidamente estudos de compensação de design Reduza os custos gerais de desenvolvimento de produtos, reduzindo pedidos de alteração de projeto caros e tardios Gerencie com eficiência modelos de análise grandes e complexos Capture e automatize as melhores práticas e processos comumente usados Adicione facilmente recursos de simulação multidisciplinar à medida que suas necessidades de análise crescem Características principais: Pacote de software completo com o Simcenter 3D Engineering Desktop para pré/pós junto com o Simcenter Nastran Basic para análise estrutural O NX é um kernel de geometria líder que é usado como parte do Simcenter 3D para fornecer edição e abstração de geometria rápida Ferramentas de malha abrangentes combinadas com gerenciamento eficiente de montagem FE Imerge engenheiros no ambiente Simcenter Nastran usando terminologia familiar e amplo suporte de elementos e entidades específicos do produto Simule análises estruturais para estática linear, modos normais, flambagem e transferência de calor usando o confiável solver Simcenter Nastran Benefícios do módulo: Reduza o risco usando a simulação para economizar tempo e custo em comparação com os ciclos de teste físico Acelere a inovação com iteração rápida e vários estudos hipotéticos Investigue o desempenho do produto virtualmente sob todas as condições operacionais possíveis, incluindo condições operacionais influenciadas termicamente Características principais: Estática linear, modos normais, flambagem Sensibilidade do projeto Básico não linear Compósitos Processamento paralelo de memória compartilhada (SMP) Além do conjunto básico de recursos, os usuários podem adicionar recursos estruturais mais avançados, incluindo: Multipasso não linear (estático, transitório) Processamento paralelo de memória distribuída (DMP) Dinâmica linear (transitória, frequência, aleatória) Dinâmica do rotor Otimização de design e topologia Aeroelástico Vibroacústico Benefícios do módulo: Use os mesmos modelos já construídos e analisados linearmente com o Simcenter Nastran Basic Aumente a confiança nos projetos finais investigando virtualmente o desempenho do seu produto em todas as condições operacionais possíveis Obtenha resultados de solução mais precisos do que a análise linear quando as suposições lineares padrão não são válidas Características principais: Análise estática/dinâmica de modelos, incluindo comportamentos não lineares materiais e geométricos Solver de várias etapas permitindo os seguintes tipos de análise em diferentes etapas: modos estático, dinâmico, pré-carga, modal, flambagem, simetria cíclica, modos harmônicos de Fourier Material não linear: modelos de hiperelasticidade (Mooney-Rivlin, Ogden, hiperespuma, efeito Mullins, amortecimento com série Prony), elastoplástico (critério de escoamento de Von Mises, endurecimento isotrópico, endurecimento cinemático, endurecimento misto), elastoplástico térmico, fluência, fluência combinada e elastoplástico Geométrico não linear: grandes deformações, grande deformação, análise de snap-through (pós-flambagem), forças de seguidor Contato: contato de face de elemento sólido e concha, contato de borda para modelagem axissimétrica, contato de um e dois lados, autocontato, vários modelos de fricção, contato amarrado, deslocamentos de superfície de contato, elementos de folga, ativação/desativação de contato por subcaixa, pressões de contato e resultados de força, separação de contato e resultados de deslizamento Benefícios do módulo: Mais núcleos fornecem soluções mais rápidas Permite resolver grandes modelos que não são possíveis de resolver em uma única unidade central de processamento (CPU) ___________________________________________________________________________ Simcenter Nastran ___________________________________________________________________________ Simcenter Nastran Multistep Nonlinear ___________________________________________________________________________ Simcenter Nastran DMP ___________________________________________________________________________ Simcenter 3D Structures ⇐ Voltar para o Simcenter

A CAEXPERTS reúne uma equipe experiente e multidisciplinar de especialistas em CAE, para entregar engenharia avançada em diferentes escalas e níveis de complexidade. capital humano; alto desempenho; retorno de investimento; solução de desafios industriais por meio da digitalização e conhecimentos de engenharia. Quem Somos A CAEXPERTS reúne uma equipe experiente e multidisciplinar de especialistas em CAE, preparada para entregar engenharia avançada em diferentes escalas e níveis de complexidade . Além do capital humano, utilizamos recursos de hardware e software de alto desempenho escaláveis na nuvem, permitindo a entrega de soluções de alto valor agregado específicas para os desafios tecnológicos de nossos clientes, na velocidade que a indústria exige , adequando aos projetos um cuidado especial com retorno de investimento . Conheça os nossos Serviços Nossa missão A CAEXPERTS é uma empresa que possui foco na solução de desafios industriais por meio da digitalização e conhecimentos de engenharia. Atuamos com implementação de tecnologia para design e simulação de produtos e processos, além de consultorias especializadas de modo a proporcionar a solução para: aumento de competitividade; inovação no desenvolvimento de produtos e processos; soluções para problemas complexos; desenvolvimento de projetos para a indústria – diferenciando-se no mercado por realizar engenharia de ponta, apresentar soluções assertivas, e de alto retorno do investimento. Nossos valores Responsabilidade Organização Honestidade Crescimento contínuo Qualidade Inovação