Análise dos dados de saída

A partir dos dados de saída, o usuário deve decidir qual o formato de saída de dados que vai utilizar, baseando-se sempre na questão: “Qual dos formatos é o melhor, considerando-se a prática?”. No capítulo 1.2.1.1 foi dada uma primeira visão sobre a técnica de uso direto dos dados, tendo sido abordada a questão do trabalho a ser executado. Trata-se de trabalhar com uma superfície retrabalhada de tryout do ferramental com os dados de partida do CAD, onde a mesma deverá ser analisada. Um ponto importante é verificar se os dados da superfície do ferramental são iguais ou se são diferentes dos dados da simulação de partida do componente (ou seja, da primeira simulação feita para este estampo) em relação a superfície pós-tryout, onde uma nova análise se faz necessária. Outro ponto importante da metodologia aplicada está na decisão sobre a necessidade ou não de retrabalho via software desta superfície digitalizada. Para comparar os dados diretamente, neste trabalho utilizou-se o software UniGraphics® (UG), que permite o uso de uma série de funções específicas que facilitam a análise destes dados.

Nova Superfície Criada

Nuvem de Pontos

A este ponto, para conduzir a análise, definiremos o que se denomina de “janela de comparação” entre as duas ferramentas. Esta “janela de comparação” é uma distância definida entre os dados das duas ferramentas. Se os dados dentro desta “janela” forem idênticos, então as duas geometrias da ferramenta deverão ser representadas na mesma cor.

O formato de saída STL (com a suas variações de malha e/ou nuvem de pontos) e o formato VDAFS devem ser comparados com o formato original de saída geométrica da ferramenta, que chamaremos de geometria-ZERO. Objetivo inicial é verificar entre os dois formatos se há diferenças geométricas, principalmente nas modificações realizadas na malha STL, que podem ser significativas para o uso posterior destes dados. As diferenças verificadas entre as duas geometrias poderão portar também a diferenças nos dados obtidos entre as duas simulações. Normalmente, inicia-se a verificação das diferenças entre as duas geometrias a partir de valores na faixa de 0,05[mm]. Portanto, este será o valor fixado como tolerância inicial perceptiva para o sistema.

Em termos de “janela de comparação”, o valor mínimo que poderemos utilizar, baseado em verificação experimental, será de 0,1 mm, valor este que poderá ser tomado como uma boa referência ao uso prático desta técnica. Por outro lado, o valor máximo de diferença entre as duas superfícies não poderá superar 0,4[mm], porque pode causar problemas de junção entre superfícies durante a criação do modelo geometrico em CAD. A representação deste critério se verifica graficamente na Figura 5.11. Neste exemplo de demonstração da técnica foi utilizada a geometria recuperada de um componente de uma carroceria automobilística. Os dados foram representados em VDAFS, mas partindo-se de uma malha inicial em formato STL, e utilizou-se o critério da “janela de comparação” na zona dos 0,4[mm]. Na Figura 5.12, podemos verificar que ambas as formas geométricas não apresentam diferenças nas suas superfícies, considerando a tolerância máxima de 0,4[mm] e, portanto, ambas estão representadas na cor amarela. Pela análise, verifica-se que apenas na zona periférica apresenta uma diferença que supera o critério estabelecido para a janela. Contudo, esta zona não apresenta diferença significativa para a simulação em questão e, portanto, para as zonas de interesse comum não há nenhuma diferença significativa entre ambas as geometrias. Variações abaixo de 0,1[mm] foram desconsideradas.

Figura 5.12: Comparação geométrica dos dados de partida em relação aos dados da digitalização em VDA, com base no critério “janela de comparação”

Na Tabela 2, construída com base nos mesmos critérios descritos na Tabela 1, é possível visualizar a síntese de dados obtida a partir da experiência prática de processamento de superfícies em CAD e no tempo de processamento das simulações.

Tabela 2 - Comparativo entre valores de calculo e quantidade de elementos de superfície geométricos Quantidade de Elementos da Matriz Tempo de Cálculo*) INDEED® [h:min] Tempo de Retrabalho (subjetivo) [h:min] Malha de superfície de partida 448000 06:33 ~20:00

Modifica Erro de deslocamento: 0,02 [mm] Critério Angular: 7,5° 163000 03:52 ~05:00 Modifica Erro de deslocamento: 0,02 [mm] Critério Angular: 15° 145000 03:12 ~05:00 Modifica Erro de deslocamento: 0,04 [mm] Critério Angular: 7,5° 122000 04:12 ~05:00 Modifica Erro de deslocamento: 0,04 [mm] Critério Angular: 15° 88000 02:44 ~04:00 Formato VDAFS 38000 01:21 ~02:00 Tolerância < 0,4 [mm]

Formato de partida (STL) Superfície Geométrica (VDA)

Para o cálculo do tempo de simulação, considera-se o tempo de CPU (elapsed time). O tempo de retrabalho reflete um valor empírico baseado na experiência prévia prática com o trabalho em modelos CAD/CAE. Em outras palavras, é um número que traduz, em um modelo geométrico, o tempo necessário de retrabalho até a obtenção de um modelo “calculável” ou pronto para ser processado por um programa CAE. Este retrabalho baseia-se, principalmente, na recomposição de elementos degenerados, verificando “furos” entre elementos, taxa de aspecto e critérios estabelecidos para os ângulos máximo e mínimo internos destes elementos [25].

Em geral, o resultado demonstra que, para um aumento no número de elementos, aumenta-se também o número de horas de preparação do modelo, assim como o tempo de desempenho do cálculo da simulação. Interessante notar que um trabalho feito a partir da malha de superfície de partida (dados de partida) é desvantajoso e impraticável no âmbito industrial.

Posteriormente, como critério estabelecido de partida para os dados da simulação, é possível verificar a redução máxima da espessura da chapa obtida e o comportamento do bordo da platina (estricção). O objetivo principal destas simulações é verificar a que ponto a discretização da malha pode interferir diretamente nos resultados.

No gráfico apresentado na Figura 5.13, pode-se observar a diferença crescente no tempo de simulação, comparando os critérios representados na Tabela 2.

Na Tabela 3 apresenta-se a análise comparativa entre os formatos de saída de dados de uma simulação em função da redução de espessura da chapa em porcentagem. Como resultado desta comparação, observa-se um valor máximo de 2,2% de diferença nos resultados obtidos, variando- se apenas os critérios de construção do modelo (número de elementos descritos na construção do modelo matemático da matriz). Pelo valor numérico da diferença encontrada, constata-se que o mesmo não é claramente um valor que depende do refinamento da malha, mas sim que se trata de um valor arbitrário [26].

Figura 5.13: Representação gráfica do tempo de pré-processamento e processamento computacional (CPU), em função da quantidade de elementos para as diversas configurações de modelos matemáticos representadas na Tabela 2.

Isto pode dar lugar a uma discussão onde a diferença encontrada no resultado seria atribuída apenas a certas condições de simulação. Além disso, a diferença na retração (ou estiramento) na borda da platina em relação ao formato inicial entre um modelo e outro foi de apenas 2 mm.

Tabela 3 - Comparativo entre valores de resultado da simulação com o formato de saída de dados Quantidade de Elementos da Matriz Tempo de Cálculo*) INDEED® [h:min] Redução de Espessura Máxima da chapa [%] Malha de superfície de partida 448000 06:33 17,1 Modifica Erro de deslocamento: 0,02 [mm]

Critério Angular: 7,5° 163000 03:52 18,3 Modifica Erro de deslocamento: 0,02 [mm]

Critério Angular: 15° 145000 03:12 16,1 Modifica Erro de deslocamento: 0,04 [mm]

Critério Angular: 7,5° 122000 04:12 16,9 Modifica Erro de deslocamento: 0,04 [mm]

Critério Angular: 15° 88000 02:44 16,9

Formato VDAFS 38000 01:21 17,4

Os resultados obtidos a partir do formato de saída dos dados dos programas de CAD e simulações podem ser resumidos da seguinte forma:

• A discretização da malha de partida de dados (output), bem como a superfície inicial que dá origem a esta, demonstra baixa derivação geométrica entre si, que poderá ser desprezada;

• A discretização da malha de partida de dados (output), bem como a superfície inicial que dá origem a esta, não influenciam os resultados da simulação; qualquer diferença nestes resultados é devida à simulação em si e será considerada;

• Nota-se uma influência da discretização, principalmente no tempo da simulação e de discretização por parte do usuário. Sobre este estado de influência pode-se concluir que quanto mais elementos contenham a malha da ferramenta em INDEED®, maior será o tempo de processamento e a dificuldade do usuário no tratamento e manuseio destes dados também aumentará.

Portanto, seguindo os càlculos, conclui-se que o melhor formato de saída de dados para uma malha modificada é o formato STL. Porém no caso apresentado neste trabalho técnico, o formato escolhido foi o VDAFS, sendo o formato disponível com maior facilidade de manuseio dos dados matemáticos em relação aos softwares empregados do desenvolvimento deste trabalho [27].

5.2.3 Modelagem dos “Drawbeads” (cordão esticador) ou Planos Geométricos de Retenção