Δομική ανάλυση (FEA): πώς συμπεριφέρεται πραγματικά ένα εξάρτημα.
Ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων σε εξαρτήματα και συγκροτήματα υπό μηχανικά και θερμικά φορτία, όταν το τεχνικό ερώτημα χρειάζεται περισσότερα από έναν απλό υπολογισμό, με ερμηνεία που λαμβάνει υπόψη την πραγματικότητα της παραγωγής και της χρήσης.
Τι καλείται συνήθως να απαντήσει μια μελέτη FEA.
- Είναι αυτό το πλαστικό κέλυφος αρκετά ανθεκτικό;
- Πού εμφανίζονται οι μεγαλύτερες τάσεις και παραμορφώσεις;
- Πρέπει το εξάρτημα να ενισχυθεί τοπικά;
- Μπορεί να μειωθεί το πάχος τοιχώματος;
- Ποια εξαρτήματα επηρεάζονται από μεγαλύτερα φορτία λειτουργίας;
- Πώς επηρεάζει μια αλλαγή σχεδιασμού τη δυσκαμψία;
- Ποιες δυνάμεις ή παραμορφώσεις εμφανίζονται κατά τη συναρμολόγηση;
- Είναι πιθανό ένα κούμπωμα να υποστεί υπερβολική παραμόρφωση ή τάση;
- Ποια εναλλακτική λύση ισορροπεί καλύτερα απόδοση, βάρος και υλικό;
Ανάλογα με το πρόβλημα, η ανάλυση μπορεί να καλύψει:
- Τάσεις και παραμορφώσεις
- Μετατοπίσεις και βυθίσεις
- Δυνάμεις επαφής
- Αντιδράσεις στηρίξεων
- Δυσκαμψία
- Ευαισθησία σε λυγισμό
- Ιδιοσυχνότητες
- Θερμική διαστολή
- Δομική συμπεριφορά εξαρτώμενη από τη θερμοκρασία
- Δοκιμή Πτώσης
Σκοπός δεν είναι απλώς να υπολογιστεί μια τιμή τάσης. Είναι να κατανοηθεί πώς συμπεριφέρεται το εξάρτημα, πού μπορεί να βρίσκονται τα όριά του και ποιες σχεδιαστικές αποφάσεις αξίζει να διερευνηθούν.
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. Προσφέρουμε το σύνολο των αναλύσεών του, μεταξύ των οποίων:
- Γραμμική και μη γραμμική στατική ανάλυση
- Επαφές μεταξύ εξαρτημάτων
- Μεγάλες παραμορφώσεις και πλαστικότητα
- Υπερελαστικά υλικά, όπως τα ελαστικά
- Λυγισμός
- Ιδιοσυχνότητες και δυναμική απόκριση
- Μετάδοση θερμότητας
- Συζευγμένη θερμική και μηχανική ανάλυση
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
-
Γεωμετρία: FreeCAD
Το μοντέλο CAD προετοιμάζεται για ανάλυση και απλοποιείται όπου οι λεπτομέρειες δεν επηρεάζουν την απάντηση.
-
Στήσιμο και πλέγμα: PrePoMax με Netgen
Ορίζονται υλικά, φορτία, στηρίξεις και επαφές, καταγράφεται κάθε παραδοχή και το πλέγμα πυκνώνει εκεί όπου συγκεντρώνονται οι τάσεις.
-
Επίλυση: PrePoMax με CalculiX
Το μοντέλο επιλύεται και ελέγχεται: σύγκλιση, ευαισθησία στο πλέγμα και λογική των αποτελεσμάτων έναντι αναλυτικών υπολογισμών.
-
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.
Από το ερώτημα σε μια απόφαση που μπορείτε να εφαρμόσετε.
-
Ορισμός του ερωτήματος
Ποια απόφαση υποστηρίζει η ανάλυση και αν η FEA είναι το σωστό εργαλείο ή αρκεί ένας υπολογισμός.
-
Ρεαλιστικά δεδομένα εισόδου
Γεωμετρία, υλικά, φορτία, στηρίξεις και συνθήκες λειτουργίας, με καταγραφή κάθε παραδοχής.
-
Κατασκευή και έλεγχος του μοντέλου
Ποιότητα πλέγματος, αριθμητική συμπεριφορά, ευαισθησία στις βασικές παραδοχές και σύγκριση με αναλυτικούς υπολογισμούς όπου είναι δυνατό.
-
Ερμηνεία για την παραγωγή και τη χρήση
Τι σημαίνουν τα αποτελέσματα για πάχη, νευρώσεις, υλικό, ανοχές και κόστος, όχι απλώς χρώματα πάνω σε ένα μοντέλο.
-
Αναφορά και προτάσεις
Ευρήματα, όρια και αβεβαιότητες και σαφής πρόταση, συμπεριλαμβανομένης φυσικής δοκιμής όταν χρειάζεται.
Τι παραλαμβάνετε
- Συνοπτική αναφορά: ερώτημα, παραδοχές, αποτελέσματα, όρια
- Σχολιασμένες εικόνες αποτελεσμάτων που εξηγούν τι έχει σημασία
- Σύγκριση εναλλακτικών σχεδιασμών, όταν ζητηθεί
- Συγκεκριμένες σχεδιαστικές προτάσεις
Αξιολόγηση, όχι πιστοποίηση
Μια μελέτη FEA είναι τεχνική αξιολόγηση υπό δηλωμένες παραδοχές. Όπου απαιτείται επίσημη πιστοποίηση ή κανονιστική έγκριση, η εργασία ορίζεται μέσα στο πλαίσιο των σχετικών προτύπων και του επαγγελματικού πλαισίου.
Αποτελέσματα χρήσιμα, διαφανή και με σαφή όρια.
Κάθε μοντέλο απαιτεί αποφάσεις για:
- Τι πρέπει να συμπεριληφθεί και τι μπορεί να απλοποιηθεί
- Ποιες φορτίσεις και συνθήκες λειτουργίας είναι ρεαλιστικές
- Ποιες ιδιότητες υλικού είναι σχετικές
- Ποιες συνοριακές συνθήκες αντιπροσωπεύουν την πραγματική εφαρμογή
- Ποια φυσικά φαινόμενα έχουν σημασία
- Πώς πρέπει να ερμηνευτούν τα αποτελέσματα
Αυτές οι αποφάσεις συχνά μετρούν περισσότερο από την ικανότητα να παραχθεί ένα εντυπωσιακό μοντέλο, και εκεί μετράνε τα 35 χρόνια βιομηχανικής εμπειρίας.
Ανάλογα με το έργο, η δουλειά μας περιλαμβάνει:
- Σαφή ορισμό του τεχνικού ερωτήματος
- Καταγραφή παραδοχών και δεδομένων εισόδου
- Έλεγχο ποιότητας πλέγματος και αριθμητικής συμπεριφοράς
- Διερεύνηση ευαισθησίας στις σημαντικές παραδοχές
- Σύγκριση με αναλυτικούς υπολογισμούς ή γνωστή συμπεριφορά
- Δήλωση περιορισμών και αβεβαιοτήτων
- Διάκριση της τεχνικής αξιολόγησης από την επίσημη πιστοποίηση
- Σύσταση φυσικών δοκιμών ή μετρήσεων όταν χρειάζεται
Ένα αποτέλεσμα προσομοίωσης δεν πρέπει ποτέ να παρουσιάζεται πιο βέβαιο από όσο δικαιολογούν το μοντέλο και τα δεδομένα εισόδου.
Πού εντάσσεται η FEA σε μια ευρύτερη διερεύνηση
Συζητήστε το τεχνικό σας θέμα.
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.