Om te testen wat de invloed is van de krachten die uitgeoefend worden op producten, kan gebruik worden gemaakt van ‘Eindige Elementen Methode calculaties’. Veel optimalisaties van het te ontwikkelen product kunnen zo al voor het ontwikkelen van een prototype worden uitgevoerd. Mits accuraat en efficiënt uitgevoerd drukt de EEM-calculatie de kosten en zorgt deze voor een snellere doorlooptijd.
Wat is een Eindige Elementen Methode calculatie?
Een Eindige Elementen Methode (EEM) calculatie is een rekenmethode die het mogelijk maakt om belastingen op onderdelen in een model te simuleren. Er wordt voornamelijk bekeken of deze sterk of stijf genoeg zijn. Ook kunnen er door middel van een EEM-calculatie andere problemen gesimuleerd worden zoals stroming, warmteoverdracht, trillingen, thermische spanningen en crash- of valsimulaties.
De calculatie die wordt uitgevoerd op een digitaal 3D-model is altijd een benadering van de werkelijkheid. De berekening zal daarom later gevalideerd en geverifieerd worden door dezelfde belastingen op een prototype uit te oefenen.
Het inzetten van EEM-calculaties
EEM-calculaties worden voornamelijk gebruikt om kritische componenten die zwaar belast worden te testen. Door deze berekeningen uit te voeren wordt het efficiënter om optimalisaties door te voeren. Wanneer het bekend is waar eventuele problemen zich bevinden, kunnen deze opgelost worden voordat een prototype ontwikkeld wordt. Hierdoor wordt het aantal te ontwikkelen prototypes gereduceerd en dit verkort de totale doorlooptijd en verlaagt de kosten.
Hoe worden EEM-calculaties efficiënt uitgevoerd?
Om efficiënt een EEM-calculatie uit te kunnen voeren is het belangrijk dat deze in drie fasen wordt uitgevoerd:
- Pre-processing;
- Processing;
- Post-processing.
Download de whitepaper 'Creating new business for OEM'.
Pre-processing
Tijdens deze fase bepalen we wat we willen onderzoeken en definiëren we de gewenste resultaten van de calculatie. Het is belangrijk dat het 3D-model versimpeld wordt, zodat alleen de essentiële details meegenomen worden in de berekening. Doen we dit niet, dan kost een berekening meer tijd dan nodig.
Daarnaast onderzoeken we welke krachten op het model komen en hoe dat gebeurt. Het is belangrijk daar een zo realistisch mogelijke manier voor te vinden, zodat de resultaten die we uit de calculatie krijgen ook bruikbaar zijn. Een goede manier hiervoor is het tekenen van een Vrij Lichaam Diagram. Dit is een grafisch middel om inzichtelijk te maken welke krachten van buitenaf op het model komen te analyseren.
Al deze krachtgegevens worden ingevoerd samen met de te gebruiken materialen in de software die de calculatie gaat uitvoeren. Post en Dekker gebruikt daarvoor SimScale.
Processing
Tijdens de processingfase vinden de berekeningen plaats. Het is belangrijk dat er meerdere belastingscenario’s berekend worden om tot een zo realistisch mogelijk resultaat te komen.
Post-processing
Nu de EEM-calculatie is afgerond zullen we het ontwerp gaan analyseren. We bekijken of de resultaten realistisch zijn en of er onverwachte zaken te zien zijn. Eventueel voeren we een handberekening uit om de uitkomsten te verifiëren.
Alle bevindingen leggen we vast in een rapportage. Hierin staat:
- Hoe de calculatie is opgezet;
- Wat er berekend is;
- Wat de randvoorwaarden zijn;
- Wat de uitkomsten zijn.
Hierna wordt het ontwerp waar nodig geoptimaliseerd en vinden er eventueel nieuwe EEM-calculaties plaats. Wanneer het ontwerp is goedgekeurd, kan er een prototype ontwikkeld worden. Dit prototype wordt later op een zelfde manier belast om de berekeningen te verifiëren.
Wij voeren regelmatig EEM-calculaties uit voor onze klanten. Bent u benieuwd naar onze organisatie en werkwijze? Download dan de whitepaper Creating new business for OEM.
