Implementação de simulação em elementos finitos em carroçaria de referência virtual

Abstract

O presente trabalho, desenvolvido em colaboração com a Autoeuropa, empresa do grupo Volkswagen, dedicada ao fabrico de automóveis do grupo Volkswagen, teve como objetivo efetuar mais um avanço na virtualização da análise dimensional de peças sujeitas ás variações dimensionais inerentes ao seu processo de fabrico. Atualmente, o estado com que as peças saem do processo de fabrico e a interação entre si quando montadas, são analisados através da montagem real da peça num modelo do automóvel à escala real. A montagem deste modelo implica muita mão de obra, muita destreza para que a montagem fique bem realizada, desperdício de material para a criação desse modelo à escala real e o desperdício das peças sujeitas a essa montagem. O modelo virtual do automóvel, pelo contrário, não implica tanto desperdício de material, e é capaz de avaliar as peças apoiadas pelos seus pontos de referência. No entanto, avaliação virtual não corresponde ao que acontece na montagem real, pelo facto de as peças não estarem sujeitas aos esforços e deformações ocorridos durante a montagem. Este projeto tem por base o conceito de engenharia inversa que termina com a simulação da montagem da peça, o fender do Volkswagen T-ROC, pelos seus pontos de fixação, tal como acontece no modelo real, através de elementos finitos com o auxílio de softwares específicos: CATIA V5, SolidWorks 2020 e GOM inspect 2021.A solução desenvolvida provou o potencial dos elementos finitos para a simulação da montagem das peças e, consequente controlo de qualidade dimensional. Contudo, não se demostrou um processo capaz de acompanhar a elevada capacidade de resposta exigida por um processo produtivo de elevada cadência. A abordagem testada incitará o surgimento de novas linhas de pensamento no desenvolvimento do modelo virtual, com o intuito de alcançar o desempenho desejado desta ferramenta.

The present work, developed in collaboration with Autoeuropa, from Volkswagen group company, dedicated to cars’ manufacturing, aims to make advance in the virtualization of the dimensional analysis of the pieces exposed to dimensional variations in the manufacturing process. Usually, the state in which the parts leave the manufacturing process and the interaction between them, when assembled, are analyzed in a real-scale model. The assembly of this model implies a lot of workmanship, dexterity, and waste of material for the creation of this full-scale model. The virtual model, on the other hand, does not imply so much waste of material, and it’s capable of evaluating the parts supported by their reference points. Despite those advantages, that virtual evaluation doesn’t correspond to what happens in the real assembly, because it doesn’t take into account the efforts and deformations that occur during the assembly of pieces. This project is based on the concept of reverse engineering. It ends with the simulation of the assembly of the fender from Volkswagen T-ROC by its fixing points, as in the real model, through finite elements with the help of specific software: CATIA V5, SolidWorks 2020 e GOM inspect 2021.The developed solution proved the potential of finite elements in simulating the assembly of parts and dimensional quality control. However, a process capable of keeping up with the high responsiveness, required by a high-rate production process, has not been demonstrated. In conclusion, the tested approach allows the emergence of new lines of thought in the development of the virtual car model in order to achieve the desired performance of this tool.