A prototipagem física há muito tempo é o padrão na indústria automotiva. No entanto, prazos de entrega mais curtos e a crescente complexidade exigiram que os fabricantes adotassem uma abordagem diferente. Além disso, a transição para veículos elétricos significa que não há mais um motor a combustão interna para mascarar ruídos indesejados. Como resultado, os projetos precisam ser ainda mais otimizados para eliminar até mesmo sons ou vibrações mínimas, entregando a qualidade que os clientes esperam.
É por isso que muitas empresas estão recorrendo à simulação. Ela permite lidar com as exigências do design automotivo do século XXI, ao mesmo tempo em que desenvolvem novos veículos mais rápido do que nunca.
Mas isso não é tudo. Continue lendo para ver como a adoção das mais recentes técnicas de simulação também pode inspirar a inovação e levar a projetos que nunca teriam sido considerados anteriormente.
Simulação Acústica
A Hyundai Mobis desenvolve uma gama de sistemas para fabricantes automotivos, incluindo direção e transmissões de tração elétrica. Para enfrentar os desafios modernos do projeto desses componentes críticos, a empresa adotou uma série de ferramentas de simulação.
O engenheiro de pesquisa em NVH (Noise, Vibration, and Harshness), Ho-Gil Yoo, explica que a simulação acústica é fundamental para minimizar ruídos indesejados. “Erros de transmissão são uma das principais causas do mau desempenho de NVH, mas a maioria das ferramentas de engenharia de sistemas de engrenagens é quase estática, tornando isso difícil de identificar.”
A resposta para isso é usar as capacidades de simulação no domínio do tempo do Simcenter 3D Motion para capturar com precisão as características dinâmicas do trem de força elétrico e otimizar os projetos.
Isso não é tão simples quanto parece. Na verdade, exigiu um tempo significativo para criar os modelos complexos necessários. Mas, uma vez feito o trabalho duro, eles puderam colher os benefícios. “O Simcenter 3D torna simples a sincronização da análise acústica estrutural com modelos de movimento em um único procedimento”, diz Ho-Gil. “Usamos o solver estrutural Simcenter Nastran para calcular os corpos flexíveis e, em seguida, os inserimos no modelo do Simcenter 3D Motion.”
Resultados Comprovados
A simulação só tem valor se sua precisão puder ser comprovada. Por isso, validar os resultados com dados de testes anteriores era vital.
A primeira comparação revelou diferenças significativas entre as frequências de modo dos testes e da simulação. Para resolver isso, Ho-Gil inicialmente importou os resultados dos testes para o Simcenter 3D Correlation. Se isso indicasse que uma fidelidade mais alta era necessária, ele conectava o modelo ao Simcenter HEEDS. Este conduzia simulações automaticamente para encontrar resultados otimizados de forma estatisticamente eficiente, aumentando a velocidade e a precisão na validação.
Ho-Gil está muito satisfeito com os resultados. “Descobrimos que o Simcenter 3D Motion é extremamente poderoso para investigar sistemas em um nível mais profundo”, afirma. “Ele reflete com precisão os resultados dos testes físicos para nos dar confiança no uso da simulação para aprimorar nossos projetos.”
Inspirando a Inovação
O Simcenter HEEDS tem sido inestimável para acelerar o processo de otimização e validação, mas também trouxe outros benefícios. Ho-Gil explica que o design humano pode ser limitado pelo excesso de realismo. Afinal, é natural para a mente humana descartar automaticamente ou nem mesmo considerar ideias que pareçam impossíveis.
“O algoritmo automatizado não está limitado por esses pensamentos”, diz ele. “Ele simplesmente busca a melhor otimização, explorando cada configuração possível.”
De forma crucial, a automação significa que ideias que anteriormente seriam extravagantes demais ou exigiriam muito tempo para serem investigadas manualmente agora podem ser consideradas. Isso pode levar a inovações empolgantes que, de outra forma, nunca teriam a oportunidade de ser realizadas.
A Crescente Importância da Simulação
Histórias como essa mostram o quão importante a simulação já é para a indústria automotiva e como essa importância só tende a crescer. A Hyundai Mobis planeja expandir o uso da simulação para outros sistemas de veículos, entregando produtos ainda mais otimizados em prazos cada vez menores.
Quer levar o mesmo nível de inovação, velocidade e precisão para os seus projetos de engenharia?
A JL Engenharia & Software é parceira especializada no ecossistema de soluções Siemens Simcenter, ajudando sua empresa a implementar e dominar tecnologias avançadas de simulação virtual.
- O Desafio: A ausência de motores a combustão em veículos elétricos expõe falhas mínimas de NVH (Ruído, Vibração e Aspereza).
- A Solução: A Hyundai Mobis adotou a simulação acústica avançada no domínio do tempo para substituir parte da prototipagem física.
- Tecnologias: Integração do Simcenter 3D Motion, Simcenter Nastran e Simcenter HEEDS.
- Resultado: Validação de alta fidelidade com testes físicos e otimização automatizada de designs em tempo recorde.
Perguntas Frequentes sobre Simulação Acústica e NVH
O que é NVH em veículos elétricos?
NVH significa Noise, Vibration, and Harshness (Ruído, Vibração e Aspereza). Em veículos elétricos, o controle de NVH é crítico porque a ausência do ruído do motor a combustão torna qualquer vibração mecânica ou erro de transmissão muito mais perceptível para os passageiros.
Como o Simcenter 3D Motion ajuda na análise de ruídos?
O Simcenter 3D Motion permite análises no domínio do tempo, capturando o comportamento dinâmico real do trem de força elétrico. Em conjunto com o Simcenter Nastran, ele sincroniza a análise acústica estrutural com os modelos de movimento em um único fluxo de trabalho.
Qual a vantagem de usar o Simcenter HEEDS na engenharia automotiva?
O Simcenter HEEDS automatiza a execução de simulações para encontrar o design ideal. Ele utiliza algoritmos para explorar dezenas de configurações de projetos, identificando soluções de alta performance que muitas vezes seriam descartadas no design humano manual.
