Os forjamentos eólicos são de grande importância prática para a simulação numérica e otimização do seu processo produtivo, pois são componentes fundamentais em turbinas eólicas. Este trabalho apresenta métodos de simulação numérica e otimização para a produção de forjamentos eólicos, visando aumentar a eficiência e a qualidade da produção, além de reduzir os custos de produção e o consumo de recursos.
Na produção de forjamentos eólicos, os métodos de simulação numérica são amplamente utilizados para prever as propriedades mecânicas e térmicas dos materiais, bem como as alterações microestruturais. Dentre eles, a simulação por elementos finitos e a simulação por elementos de contorno são dois métodos comuns de simulação numérica. A simulação por elementos finitos realiza cálculos numéricos para todo o domínio de solução, discretizando o domínio contínuo em um número finito de elementos discretos. Simulações de elementos de contorno, por sua vez, discretizam o domínio de solução do problema em uma série de fronteiras, que são computadas numericamente.
Embora os métodos de simulação numérica sejam amplamente utilizados na produção de forjamentos eólicos, é necessário prestar atenção às vantagens e desvantagens de vários métodos na prática. Por exemplo, a simulação por elementos finitos pode simular com bastante precisão as propriedades mecânicas e térmicas dos materiais, porém ainda existem algumas dificuldades para a simulação de mudanças microestruturais. As simulações de elementos de contorno, por sua vez, requerem um alto grau de exigência em relação à forma e condições de contorno, exigindo uma consideração cuidadosa.
Na otimização da produção de forjamentos eólicos, a programação inteira mista é um método comum. O método proposto permite um controle otimizado da produção de forjamentos eólicos através da introdução de variáveis inteiras no modelo de otimização. Além disso, florestas estocásticas são um método eficiente de otimização. O método proposto encontra a solução ótima através da construção de múltiplas árvores de decisão para classificar os dados ou predições de regressão.
A análise dos resultados das simulações numéricas e otimizações mostrou que existem algumas diferenças entre os resultados das simulações e os efeitos de otimização e as condições reais de produção. Isso se deve principalmente à existência de muitas incertezas no processo real de produção, tais como flutuações na composição do material, aleatoriedade do processo de usinagem, etc. Portanto, na operação prática da produção de forjamentos eólicos, é necessário corrigir e ajustar os resultados das simulações numéricas e otimizações em conjunto com a situação real.
Em suma, a simulação numérica e a otimização da produção de forjamentos eólicos são importantes para aumentar a eficiência e a qualidade da produção, reduzindo os custos de produção e o consumo de recursos. Este trabalho apresenta os métodos de simulação numérica e otimização, suas vantagens e desvantagens, além de analisar as diferenças nos resultados das simulações e efeitos de otimização e suas causas. No futuro, a pesquisa deve explorar métodos de simulação numérica e otimização mais precisos e eficientes e, ao mesmo tempo, desenvolver estudos mais aprofundados em combinação com a situação real de produção. Espera-se que este trabalho possa fornecer algum valor de referência para a simulação numérica e otimização da produção de forjamentos eólicos.
