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Engenharia automotiva: veículos virtuais geram economia em protótipos físicos

8/07/2024
7 min. de leitura

A engenharia automotiva está passando por uma transformação significativa com a integração de tecnologias avançadas de simulação e prototipagem virtual. 

O uso de veículos virtuais está revolucionando o desenvolvimento de novos automóveis. A tecnologia possibilita que engenheiros e designers testem e aperfeiçoem as criações sem a necessidade de construir múltiplos protótipos físicos. 

Utilizando conceitos de Industrial System Control Design, as simulações proporcionam um ambiente controlado onde cada aspecto do veículo pode ser avaliado e ajustado com precisão.

Tal abordagem não só acelera o processo de desenvolvimento, mas também gera economia substancial de recursos e custos. 

As empresas automotivas podem identificar e resolver problemas antes mesmo de fabricar uma única peça, resultando em veículos mais seguros, eficientes e confiáveis.

Na sequência, falaremos mais sobre como a simulação e a prototipagem virtual estão beneficiando o setor automotivo, destacando as principais vantagens e as ferramentas utilizadas para otimizar o processo de desenvolvimento de veículos. Confira!

Veículos virtuais: saiba o que são e como contribuem para os processos de engenharia automotiva

Veículos-virtuais

Os veículos virtuais são modelos digitais de automóveis que simulam o comportamento e o desempenho de um veículo real em um ambiente virtual. 

Os modelos são criados utilizando tecnologias avançadas de software de simulação, que permitem aos engenheiros automotivos testar e analisar diversos sistemas do veículo. 

São exemplos de pontos que podem ser configurados e analisados: aerodinâmica, desempenho do motor, eficiência de combustível e segurança, sem a necessidade de construir protótipos físicos.

A principal contribuição dos veículos virtuais para os processos de engenharia automotiva é a economia de tempo e recursos. 

Em vez de gastar meses ou até anos construindo e testando múltiplos protótipos físicos, os engenheiros podem realizar testes extensivos e ajustar os designs no ambiente virtual.

Isso acelera significativamente o ciclo de desenvolvimento, reduzindo os custos associados à fabricação e testes de protótipos físicos.

Além disso, os veículos virtuais permitem uma experimentação mais ampla e detalhada. Os engenheiros podem simular diferentes condições de estrada, clima e uso. Logo, resulta em veículos mais seguros, eficientes e confiáveis. 

A flexibilidade das simulações também facilita a incorporação de novas tecnologias e inovações, promovendo avanços contínuos na engenharia automotiva.

MATLAB® e Simulink®: conheça as funcionalidades dos softwares para veículos virtuais na engenharia automotiva

Os softwares MATLAB® e Simulink® são ferramentas poderosas amplamente utilizadas na engenharia automotiva para o desenvolvimento e simulação de veículos virtuais. 

As plataformas oferecem uma gama de funcionalidades que ajudam engenheiros a projetar, simular, testar e otimizar veículos de maneira eficiente e econômica. Veja, a seguir, as principais delas:

Análise de dados

O MATLAB® permite a importação e a análise de grandes volumes de dados experimentais e de simulação. 

Os engenheiros podem analisar o desempenho do veículo em diferentes condições, identificar padrões e otimizar parâmetros do sistema.

Desenvolvimento de algoritmos

O MATLAB® também facilita o desenvolvimento de algoritmos complexos para controle de veículos, como sistemas de controle de estabilidade, frenagem e propulsão. 

Como explicamos, esses algoritmos podem ser testados e ajustados em um ambiente simulado antes de serem implementados no veículo real.

Modelagem matemática

O MATLAB® oferece ferramentas para criar modelos matemáticos precisos de componentes e sistemas de veículos. 

Dessa forma, é possível simular o comportamento do veículo sob diversas condições operacionais.

simulação

Modelagem de sistemas

Com Simulink®, os engenheiros podem modelar sistemas completos de veículos, incluindo:

  • Motor;
    Transmissão;
    Chassi;
    Sistemas de controle; e
    Até mesmo sensores e atuadores. 

 

Tais modelos podem ser detalhados e realistas, proporcionando uma visão abrangente do comportamento do veículo.

comportamento-de-veículo

Simulação de sistemas

Destaca-se, ainda, que o Simulink® permite a execução de simulações em tempo real ou aceleradas para testar e validar os modelos. 

Os engenheiros podem simular cenários de direção, condições de estrada e eventos críticos para avaliar o desempenho do veículo e identificar possíveis problemas.

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Integração de algoritmos de controle

O Simulink® facilita a integração de algoritmos de controle desenvolvidos no MATLAB®. 

De tal maneira, os engenheiros podem testar os algoritmos em modelos de veículos virtuais para verificar sua eficácia e realizar ajustes necessários.

Testes em Hardware-in-the-Loop (HIL)

O Simulink® suporta a integração com plataformas HIL, permitindo que os modelos de veículos virtuais sejam testados em tempo real com componentes físicos do veículo, como Unidades de Controle Eletrônico (ECUs). 

Isso ajuda a validar o comportamento do sistema em condições quase reais antes da implementação final.

Benefícios para a engenharia automotiva

Benefícios-para-a-engenharia-automotiva

A combinação de MATLAB® e Simulink® oferece diversos benefícios para a indústria e engenharia automotiva. Nesse sentido, as que mais se destacam são:

Redução de custos e tempo

A capacidade de realizar simulações extensivas reduz a necessidade de construir e testar protótipos físicos, economizando tempo e recursos.

Melhoria da qualidade

As simulações detalhadas ajudam a identificar e resolver problemas antecipadamente, resultando em veículos mais seguros e confiáveis.

Flexibilidade e inovação

A plataforma permite experimentação e inovação contínua, facilitando a incorporação de novas tecnologias e designs avançados.

Eficiência no desenvolvimento

A integração de ferramentas de modelagem e simulação proporciona um fluxo de trabalho eficiente, desde a concepção inicial até a validação final.

Como explicamos, MATLAB® e Simulink® são ferramentas essenciais na engenharia automotiva moderna. Os sistemas permitem aos engenheiros desenvolver veículos virtuais que contribuem significativamente para a inovação e a eficiência.

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