FEA · Πεπερασμένα στοιχεία

Μη γραμμική ανάλυση (FEA)

Όταν τα εξαρτήματα ακουμπούν, γλιστρούν, παραμορφώνονται πολύ ή διαρρέουν, ένα γραμμικό μοντέλο δίνει λάθος απάντηση. Η μη γραμμική ανάλυση ακολουθεί αυτό που πραγματικά συμβαίνει: επαφές, μεγάλες παραμορφώσεις και συμπεριφορά του υλικού πέρα από την ελαστική περιοχή.

Τι είναι

Τρεις πηγές μη γραμμικότητας.

  • Επαφές. Εξαρτήματα που ακουμπούν, αποχωρίζονται ή γλιστρούν μεταξύ τους: κουμπώματα, σφιγκτήρες, κοχλιωτές συνδέσεις και συναρμογές με σύσφιξη, στεγανοποιήσεις.
  • Μεγάλες παραμορφώσεις. Λεπτά τοιχώματα, εύκαμπτοι βραχίονες και ελατήρια των οποίων η δυσκαμψία αλλάζει καθώς παραμορφώνονται, και λυγισμός.
  • Υλικό. Πλαστική παραμόρφωση μετάλλων και θερμοπλαστικών, και υπερελαστικά υλικά όπως τα ελαστικά.

Τα μη γραμμικά μοντέλα χρειάζονται περισσότερα δεδομένα και περισσότερο έλεγχο από τα γραμμικά: καμπύλες υλικού, τριβή, τη σειρά των φορτίσεων. Λέμε από ποια από αυτά εξαρτάται η απάντηση και πόσο καλά είναι γνωστά.

Τυπικά ερωτήματα

  • Είναι πιθανό ένα κούμπωμα να υποστεί υπερβολική παραμόρφωση ή τάση;
  • Ποιες δυνάμεις ή παραμορφώσεις εμφανίζονται κατά τη συναρμολόγηση;
  • Πώς μοιράζεται το φορτίο ανάμεσα σε εξαρτήματα σε επαφή;
  • Θα παραμορφωθεί μόνιμα το εξάρτημα σε υπερφόρτιση;
  • Διατηρεί μια στεγανοποίηση αρκετή πίεση επαφής;
  • Σε ποιο φορτίο λυγίζει ένα λεπτότοιχο εξάρτημα;
Παράδειγμα

Πώς η FEA εντάσσεται σε μια ευρύτερη τεχνική διερεύνηση.

Σχεδιασμός πλαστικού εξαρτήματος

Ανάπτυξη αξιόπιστου πλαστικού κουμπώματος

Ένας κατασκευαστής χρειάζεται ένα κούμπωμα (snap-fit) για νέο προϊόν. Αρκετές απαιτήσεις αλληλεπιδρούν.

Μια πλήρης αξιολόγηση εξετάζει
  • Δύναμη συναρμολόγησης
  • Δύναμη συγκράτησης
  • Ελαστική παραμόρφωση
  • Μόνιμη παραμόρφωση
  • Κόπωση ή επαναλαμβανόμενη συναρμολόγηση
  • Επιλογή υλικού
  • Δυνατότητα παραγωγής
  • Ανοχές
  • Επίδραση θερμοκρασίας
Τι προσθέτει η FEA

Συγκρίνει εναλλακτικές γεωμετρίες και εκτιμά παραμορφώσεις, τάσεις και δυνάμεις υπό καθορισμένες παραδοχές.

Τι αποφασίζει

Οι επαναλήψεις σχεδιασμού ολοκληρώνονται πριν το καλούπι και επιβεβαιώνονται με φυσικές δοκιμές, συχνά σε εκτυπωμένα πρωτότυπα.

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)