SOLIDWORKS Simulation: Fysieke prototypen verminderen dankzij Eindige Elementen Methode (FEA)

In de moderne engineering dwingt de race naar innovatie tot een drastische vermindering van ontwikkelingscycli. Traditioneel verliep de validatie van een ontwerp echter via de fabricage van meerdere fysieke prototypen. Bovendien was dit een kostbaar, traag proces dat vaak verspilling veroorzaakte. Daarom biedt SOLIDWORKS Simulation vandaag de dag een strategisch alternatief door gebruik te maken van de Eindige Elementen Methode (FEA) om het mechanische gedrag van een product virtueel te voorspellen. Door spannings- en vermoeidheidsanalyses al in de CAD-fase te integreren, kunnen engineeringteams hun afhankelijkheid van destructieve tests verminderen. Bijgevolg kunnen zij hun productiekosten optimaliseren.

1. FEA begrijpen in het SOLIDWORKS-ecosysteem

De Eindige Elementen Methode (FEA) is een numerieke methode om reële fysieke fenomenen te simuleren. Meer specifiek wordt in SOLIDWORKS Simulation een complex onderdeel of samenstelling gediscretiseerd in een ‘mesh’ (netwerk) bestaande uit miljoenen kleine geometrische elementen (tetraëders of hexaëders).

Zoals de technische experts van SOLIDWORKS benadrukken, is de nauwkeurigheid van een simulatie intrinsiek verbonden met de kwaliteit van de mesh. Door algebraïsche vergelijkingen voor elk individueel element op te lossen, reconstrueert de software bovendien het globale gedrag van de structuur onder invloed van mechanische, thermische of vibrerende belastingen. Deze aanpak stelt ingenieurs in staat om spanningsconcentraties te identificeren lang voordat het eerste prototype wordt bewerkt.

2. Statische spanningsanalyse: uw eerste verdedigingslinie

Lineaire statische analyse is de basis van virtuele validatie. Met andere woorden, het stelt u in staat om te bepalen of een ontwerp bestand is tegen de voorziene belastingen tijdens de levensduur, zonder permanente vervorming of breuk.

Optimalisatie van de veiligheidsfactor (FoS)

Een van de meest voorkomende inefficiënties in engineering is ‘overdimensionering’. Uit angst voor breuk voegen ontwerpers vaak een overmaat aan materiaal toe. Dit verhoogt tevens het gewicht en de fabricagekosten. Dankzij de weergave van de veiligheidsfactor in SOLIDWORKS kunt u echter het ‘dood gewicht’ identificeren. Dit zijn zones waar het materiaal onderbenut wordt en die u kunt elimineren zonder de integriteit van de structuur in gevaar te brengen.

Validatie van complexe samenstellingen

In tegenstelling tot handmatige berekeningen die beperkt zijn tot vereenvoudigde geometrieën, beheert SOLIDWORKS Simulation complexe interacties zoals:

- Contacten zonder penetratie tussen componenten.

- Krimpverbindingen (shrink fits).

- Virtuele connectoren (bouten, veren, lassen).

Om deze geavanceerde modelleringstechnieken onder de knie te krijgen, kunt u bovendien de technische gidsen op Ohmycad raadplegen, die specifieke workflows bieden om de definitie van uw contacten en connectoren te optimaliseren.