Case VirtualCAE e ThyssenKrupp

ThyssenKrupp e a redução do peso em virabrequins e bielas

Sobre a Thyssenkrupp

A ThyssenKrupp Forging Group é formada pelos grupos ThyssenKrupp Crankshaft Co., ThyssenKrupp Gerlach e ThyssenKrupp Metalúrgica Campo Limpo.  Com instalações na Europa, Ásia e Américas do Norte e do Sul, o grupo detém a liderança mundial na fabricação de virabrequins e produz ampla variedade de componentes de motores forjados e usinados, prontos para instalação nas linhas de montagem dos principais fabricantes de motores ao redor do mundo.

As empresas do grupo possuem mais de 100 anos de experiência no desenvolvimento e produção de produtos para a indústria internacional nos setores automotivo e de motores. Trabalhando em conjunto, elas garantem entrega otimizada e confiável, coordenando linhas de produção em 12 plantas ao redor do mundo.

O Desafio

A VirtualCAE foi a única empresa a encarar o desafio técnico lançado aos principais fornecedores da ThyssenKrupp Metalúrgica Campo Limpo na área de cálculos estruturais, visando a redução de peso em virabrequins e bielas.

O softwares da VirtualCAE foram utilizados para a otimização de componentes para motores, a saber: virabrequins e bielas.

Num futuro próximo estas ferramentas serão usadas para componentes de suspensão, tais como: pontas de eixo, cubos de roda e mangas de eixo. O objetivo da ThyssenKrupp Metalúrgica Campo Limpo foi a melhoria de performance, redução de custos, adequação a tecnologias de fabricação existentes e até mesmo novas soluções construtivas.

A Solução

Uma das ferramentas utilizadas foi o TOSCA, software de otimização não-paramétrica. Através dele, puderam ser simuladas tanto a otimização topológica (redução de massa) dos modelos como a otimização de forma (redução do estado de tensão) considerando diferentes estados carregamento e condições de contorno.

O outro produto utilizado foi o FEMFAT, que deu respostas rápidas e confiáveis relativas ao estudo de fadiga dos componentes, promovendo a redução ou eliminação do número de testes e, consequentemente, a redução do tempo de desenvolvimento de produto. O software possibilitou o estudo da influência de diversos fatores nos resultados de fadiga, desde os relativos às propriedades dos materiais até aos efeitos de tratamentos térmicos e carregamentos multiaxiais

Benefícios

Juntamente com o atendimento aos requisitos técnicos para que se atendam as Leis de Emissões, a questão de redução de consumo de combustível tem se tornado muito importante nos últimos anos.

Componentes mais leves ajudam em muito na redução de consumo de combustível, e este tem sido um dos principais focos da ThyssenKrupp Metalúrgica Campo Limpo em projetos de pesquisa e desenvolvimento. Através da solução da VirtualCAE, a empresa calcula, inicialmente aproximadamente 5% do peso usinado de seus componentes.

A empresa já chegou a casos em que atingiu 18% de redução. Dependendo da tecnologia de fabricação a ser utilizada no processo de forjamento e usinagem pode-se chegar a reduções de custo da ordem de milhão de euros.

Depoimento do cliente

“Um aspecto muito importante em nossa área de atuação é a perfeita integração entre as áreas de pesquisa e desenvolvimento com a área de engenharia de produto. Trabalhamos em times de desenvolvimento e o trabalho é integrado e sequencial, e, neste aspecto, tanto o TOSCA quanto o FEMFAT atingiram e superaram as nossas expectativas.

A parceria com a VirtualCAE já nos rendeu excelentes frutos em 2008, tanto como prestadora de serviços como representante dos softwares TOSCA e FEMFAT. A relação é muito colaborativa e muito profissional por parte da VirtualCAE.” – Luis Galli (Gerente de Pesquisa & Desenvolvimento)

Sobre a VirtualCAE

A VirtualCAE é uma empresa de soluções especializadas em CAE (Computer Aided Engineering). Atua na comercialização de softwares, treinamentos e acompanhamento de projetos de engenharia, por meio de soluções especificas para simulações pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) e pela tecnologia de dinâmica de multicorpos.

“A missão da VirtualCAE é fornecer softwares CAE de alta qualidade e serviços de engenharia com cuidados especiais da satisfação do cliente e aspectos confidenciais ”

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