FEA · Πεπερασμένα στοιχεία

Γραμμική στατική ανάλυση (FEA)

Τάσεις, παραμορφώσεις και δυσκαμψία ενός εξαρτήματος ή συγκροτήματος υπό σταθερά φορτία. Η πιο συνηθισμένη ανάλυση, και συχνά ό,τι χρειάζεται μια σχεδιαστική απόφαση.

Αποτέλεσμα τάσεων von Mises σε γωνιακή σύνδεση προφίλ στο PrePoMax
Τι είναι

Μικρές παραμορφώσεις, ελαστικό υλικό, σταθερά φορτία.

Μια γραμμική στατική ανάλυση θεωρεί ότι το εξάρτημα παραμορφώνεται λίγο, ότι το υλικό παραμένει στην ελαστική του περιοχή και ότι τα φορτία δεν μεταβάλλονται με τον χρόνο. Με αυτές τις παραδοχές το μοντέλο είναι γρήγορο και αξιόπιστο, ώστε να συγκρίνονται παράλληλα αρκετές εναλλακτικές λύσεις.

Δείχνει πού συγκεντρώνεται η τάση, πόσο δύσκαμπτος είναι ο σχεδιασμός, ποιες περιοχές φέρουν μικρό φορτίο και πού δουλεύουν περισσότερο οι στηρίξεις και οι συνδέσεις.

Όταν η γραμμική δεν αρκεί

Επαφές που ανοίγουν και κλείνουν, μεγάλα βέλη, πλαστική παραμόρφωση ή ελαστικά εξαρτήματα χρειάζονται μη γραμμικό μοντέλο· φορτία που μεταβάλλονται γρήγορα χρειάζονται δυναμικό.

Μη γραμμική ανάλυση
Δυναμική / μεταβατική ανάλυση

Τυπικά ερωτήματα

  • Είναι αυτό το πλαστικό κέλυφος αρκετά ανθεκτικό;
  • Πού εμφανίζονται οι μεγαλύτερες τάσεις και παραμορφώσεις;
  • Μπορεί να μειωθεί το πάχος τοιχώματος;
  • Πρέπει το εξάρτημα να ενισχυθεί τοπικά;
  • Πώς επηρεάζει μια αλλαγή σχεδιασμού τη δυσκαμψία;
  • Ποια εναλλακτική λύση ισορροπεί καλύτερα απόδοση, βάρος και υλικό;
Παραδείγματα

Πώς η FEA εντάσσεται σε μια ευρύτερη τεχνική διερεύνηση.

Τυπικές περιπτώσεις, με την ίδια δομή: το αίτημα, τι πρέπει να εξετάσει μια πλήρης αξιολόγηση, τι προσθέτει η προσομοίωση και τι καθορίζει το αποτέλεσμα.

Επανασχεδιασμός · Βελτιστοποίηση υλικού

Μείωση υλικού σε πλαστικό κέλυφος

Ένας κατασκευαστής θέλει να χρησιμοποιήσει λιγότερο υλικό σε ένα πλαστικό κέλυφος. Το ερώτημα δεν είναι απλώς αν ένα λεπτότερο τοίχωμα δίνει μικρότερη τάση.

Μια πλήρης αξιολόγηση εξετάζει
  • Τις πραγματικές φορτίσεις
  • Απαιτήσεις στήριξης και συναρμολόγησης
  • Περιορισμούς παραγωγής
  • Στρέβλωση και σταθερότητα διαστάσεων
  • Δυνατότητες τοπικής ενίσχυσης
  • Ιδιότητες υλικού
  • Απαιτούμενη δυσκαμψία
  • Αναμενόμενες συνθήκες χρήσης
  • Το οικονομικό όφελος της αλλαγής
Τι προσθέτει η FEA

Συγκρίνει εναλλακτικούς σχεδιασμούς και δείχνει πού μπορεί ρεαλιστικά να αφαιρεθεί υλικό.

Τι αποφασίζει

Τα αριθμητικά αποτελέσματα μαζί με τις πρακτικές απαιτήσεις της παραγωγής και της χρήσης.

Αναβάθμιση προϊόντος

Ένα υπάρχον προϊόν για μεγαλύτερο φορτίο

Ένας πελάτης ζητά ένα υπάρχον προϊόν με μεγαλύτερη φέρουσα ικανότητα. Ο επανασχεδιασμός ολόκληρου του προϊόντος σπάνια είναι η απάντηση.

Μια πλήρης αξιολόγηση εξετάζει
  • Ποια εξαρτήματα δέχονται τη μεγαλύτερη αύξηση φορτίου
  • Ποιες περιοχές μπορεί να γίνουν κρίσιμες
  • Αν η υπάρχουσα γεωμετρία παραμένει επαρκής
  • Πού χρειάζεται ενίσχυση ή αλλαγή υλικού
  • Δευτερογενείς επιπτώσεις σε άλλα σημεία του συγκροτήματος
Τι προσθέτει η FEA

Λεπτομερή εικόνα των δρόμων φόρτισης και της δομικής απόκρισης.

Τι αποφασίζει

Οι αλλαγές στοχεύουν εκεί που χρειάζονται, αντί να επανασχεδιαστούν όλα.

FEA με λογισμικό ανοιχτού κώδικα

Επαγγελματική ανάλυση, χωρίς το κόστος εταιρικών αδειών.

Τα εμπορικά πακέτα FEA κοστίζουν συχνά χιλιάδες ευρώ τον χρόνο ανά άδεια, και αυτό το κόστος καταλήγει στην τιμή κάθε μελέτης. Εμείς δουλεύουμε με ώριμα εργαλεία ανοιχτού κώδικα, ώστε μια ΜμΕ να πληρώνει τεχνικό χρόνο και όχι άδειες λογισμικού.

Ο επιλυτής, το CalculiX, είναι καθιερωμένος κώδικας πεπερασμένων στοιχείων που χρησιμοποιεί την ευρέως διαδεδομένη μορφή αρχείων τύπου Abaqus.

Ειλικρίνεια για τα όρια

Όπου ένα ερώτημα χρειάζεται πραγματικά δυνατότητα που υπάρχει μόνο σε εμπορικό πακέτο, το λέμε πριν ξεκινήσει η εργασία.

Η ροή εργασίας

  1. Γεωμετρία: FreeCAD

    Το μοντέλο CAD προετοιμάζεται για ανάλυση και απλοποιείται όπου οι λεπτομέρειες δεν επηρεάζουν την απάντηση.

  2. Στήσιμο και πλέγμα: PrePoMax με Netgen

    Ορίζονται υλικά, φορτία, στηρίξεις και επαφές, καταγράφεται κάθε παραδοχή και το πλέγμα πυκνώνει εκεί όπου συγκεντρώνονται οι τάσεις.

  3. Επίλυση: PrePoMax με CalculiX

    Το μοντέλο επιλύεται και ελέγχεται: σύγκλιση, ευαισθησία στο πλέγμα και λογική των αποτελεσμάτων έναντι αναλυτικών υπολογισμών.

  4. Μετα-επεξεργασία: PrePoMax και ParaView

    Τάσεις, μετατοπίσεις και αντιδράσεις εξάγονται και παρουσιάζονται με σαφείς εικόνες και μεγέθη για την απόφαση.

Τα ονόματα προϊόντων είναι εμπορικά σήματα των αντίστοιχων κατόχων τους.

Σχετικά έργα

Ένα πραγματικό έργο.

Μηχανική προϊόντος

Gimbal 3 αξόνων για σειριακή παραγωγή

Εξαρτήματα σχεδιασμένα για injection, ελεγμένα με FEA πριν δεσμευτούν καλούπια.
Δείτε το έργο

Όλα τα έργα: FEA

Έχετε ένα τεχνικό ερώτημα; Συζητήστε το.

Πείτε μας τι αναπτύσσετε, τι αλλάζετε ή τι προσπαθείτε να διορθώσετε. Εξετάζουμε πρώτα το τεχνικό ερώτημα και μετά σας λέμε καθαρά τι αξίζει να γίνει: ένας υπολογισμός, ένας έλεγχος σχεδιασμού, μια δοκιμή, μια προσομοίωση ή συνδυασμός τους.

Δωρεάν πρώτη επίσκεψη & μελέτη στον χώρο σας Σύνταξη προσφοράς ανεξαρτήτως μεγέθους έργου Απόλυτη διασφάλιση απορρήτου (NDA)