FEM ANALYSE
FEM ANALYSE
Een FEM analyse (Finite Element Method) is essentieel voor het oplossen van complexe technische problemen. Door middel van een FEM analyse is het mogelijk een nauwkeurige voorspelling van de realiteit te maken en beoordelen op vervorming, sterkte, stijfheid en vermoeiing. Dit is een eenvoudiger en goedkoper alternatief in vergelijking met het aanschaffen van een prototype. Bovendien kan er met een FEM Analysis Software gedetailleerde visualisaties gemaakt worden van waar structuren buigen of draaien. Daarnaast geeft het de verdeling van spanningen en verplaatsingen weer.
HIGTEC biedt de mogelijkheid aan om door middel van een FEM analyse het gedrag van constructies virtueel te testen en voorspellen. Hierbij worden complexe technische problemen, die onderhevig zijn aan statische of dynamische belastingen, berekend. Het voordeel van een FEM analyse is dat we sterkteberekeningen kunnen uitvoeren die normaliter zeer uitdagend kunnen zijn vanwege complexe belastingen, geometrieën of materiaaleigenschappen.
Voordelen FEM analyse
- Sneller op de markt, met minder prototyping.
- Snel schakelen tijdens de ontwerpfase.
- Optimaliseer uw ontwerp om de productiekosten te verlagen.
- Ontwikkel diepgaande productkennis en kwantificeer afwegingen.
- Sterkteberekening van complexe ontwerpen.
- Evalueren van storingen en beperken van risico’s
- Voorspel problemen op de lange termijn zoals kruip en vermoeiing.
- Toetsen aan bestaande normen of richtlijnen: EUROCODE/DNV/PED/ASME/EN13445/EN13480/ISO
Statische FEM analyse
Wij kunnen voor u een lineaire of niet-lineaire statische FEM analyse uitvoeren. Uw ontwerp wordt geanalyseerd en de vervormingen ervan worden voorspeld met behulp van een eindige-elementenmethode. Uit de berekende verplaatsingswaarden is het mogelijk om de spanningen af te leiden. De resultaten stellen ons in staat om te evalueren of uw ontwerp op een ongewenste manier is vervormd. Ook kunnen we zien of er kritische spanningstoestanden optreden in uw ontwerp.
Dynamische FEM analyse
Met een dynamische analyse kunnen we het gedrag analyseren van een constructie die onderhevig is aan tijdsafhankelijke belastingen en verplaatsingen. In tegenstelling tot een statische FEM analyse wordt er rekening gehouden met traagheidseffecten. Een dynamische FEM analyse geeft de mogelijkheid om stootbelastingen en de daaruit voortvloeiende structurele degradatie te berekenen. Net als bij een statische analyse, kunnen we controleren op ongewenste vervormingen of kritische spanningen. Zo kunnen we uw ontwerp verbeteren op basis van de resultaten.
Eigenfrequentie FEM analyse
Een FEM Modal Analysis kan helpen bij het bepalen van de eigenfrequenties van een constructie als gevolg van trillingen. De resultaten zijn belangrijke parameters om constructies die onderhevig zijn aan dynamische belastingen te begrijpen en te modelleren. Een harmonische analyse kan de piekrespons van een systeem onder een belasting in een bepaald frequentiebereik laten zien. Het doel hiervan is om tijdens vrije vibratie de natuurlijke frequenties van een constructie te bepalen met de bijbehorende vervormingen.
PRIJZEN FEM ANALYSE
BASIS ANALYSE
v.a. €250,-
Analyse + Rapportage
Analyse + Rapportage Linear Static
Linear Buckling
Normal Modes
Steady State Heat Transfer
PRO ANALYSE
v.a. €450,-
Analyse + Rapportage
Linear Static
Linear Buckling
Impact Analysis
Normal Modes
Steady State Heat Transfer
ADVANCED ANALYSE
v.a. €850,-
Analyse + Rapportage
Linear Static
Prestress Static
Linear Buckling
Impact Analysis
Normal Modes
Modal Frequency Response
Steady State Heat Transfer
CUSTOM ANALYSE
op aanvraag
Analyse + Rapportage
Non- linear Static
Non-linear Buckling
Dynamic Analysis
Multi- Axial Fatique
Vibration Fatique
Frequency/Transient Response
Transient Heat transfer
Impact Analysis
Shock/Response Spectrum
Finite element method
De eindige-elementenmethode is geen nieuwe techniek; het werd voor het eerst geïntroduceerd in de jaren 50 (1950-1959) en is sindsdien voortdurend ontwikkeld en verbeterd. Het is nu een uiterst geavanceerde tool geworden voor het oplossen van tal van technische problemen. De eindige-elementenmethode wordt veel gebruikt en geaccepteerd in vele takken van de industrie. De ontwikkeling van de FEM FEA analysis heeft vele andere numerieke analysetechnieken en experimentele testmethoden overbodig gemaakt.
In de auto-industrie worden bijvoorbeeld de structurele samenhang en prestaties van elk nieuw auto ontwerp grondig geanalyseerd en geëvalueerd met een FEM analyse. Een simulatie wordt gebruikt om de sterkte van afzonderlijke componenten en die van de auto als geheel te analyseren.
Vliegtuig- en ruimtevaartbedrijven zijn net als veel andere industrieën op dezelfde manier afhankelijk van de eindige-elementenmethode. Het efficiënt ontwerpen van elk modern vliegtuig is onmogelijk zonder een FEM analyse. Veel vliegtuigonderdelen en dus de complete machine zijn gecertificeerd en krijgen luchtwaardigheidscertificaten door de resultaten van een FEM analyse.
Het is duidelijk dat de toepassingsmogelijkheden en de potentie van de eindige-elementenmethode enorm zijn. De groei van de eindige-elementenmethode is rechtstreeks toe te schrijven aan de snelle vooruitgang in computertechnologie en rekenkracht, vooral in het laatste decennium. Naarmate de kracht van computers is toegenomen, is het mogelijk geworden om grotere en complexere problemen te analyseren met de eindige-elementenmethode.
Complexe sterkteberekeningen uitvoeren
Ingenieurs worden bij het ontwerpen van constructies met veel vragen geconfronteerd, waaronder de volgende:
- Kan deze brug genoeg gewicht dragen?
- Voldoet mijn ontwerp aan de sterkte eisen?
- Welke materiaal moet ik toepassen?
Deze vragen kunnen beantwoord worden door een eindige-elementenmethode toe te passen. Eén van de redenen waarom het uitvoeren van een FEM analyse ingenieurs helpt, is dat het hen in staat stelt de prestaties te voorspellen. In plaats van elke mogelijke combinatie van materialen en constructiemethoden fysiek te moeten testen, kunnen ingenieurs dit eenvoudigweg door een computer laten doen.
Het uitvoeren van een FEM analyse stelt ingenieurs in staat om plannen te ontwikkelen zonder zich zorgen te maken over het testen ervan. Het is gemakkelijker om problemen driedimensionaal te visualiseren en wijzigingen aan te brengen terwijl je de resultaten in real-time volgt.
Een bijkomend voordeel van een FEM analyse is dat het ontwerpers waardevolle informatie geeft met betrekking tot veiligheid. Door faalscenario’s van tevoren te simuleren, kunnen ingenieurs ervoor zorgen dat hun ontwerp niet faalt.
Wanneer gebruik je een FEM analyse?
Een FEM analyse wordt toegepast wanneer het ontwerp niet analytisch berekend kan worden door zijn complexiteit. Het komt vaak voor dat een ontwerp complexe geometrieën heeft die niet berekend kan worden. Hierbij moet een simulatie uitgevoerd worden, want anders kost het analytisch berekenen te veel tijd. Daarnaast worden simulaties uitgevoerd om productiekosten te verlagen en prototyping te verminderen tijdens de ontwerpfase.
Wie maakt er gebruik van een FEM analyse?
Veel bedrijven gebruiken eindige-elementenmethode software om productontwerpen te optimaliseren. Soms huren bedrijven adviesbureaus in om ontwerpen te analyseren en aanbevelingen te doen op basis van de bevindingen. Deze professionals zijn onder meer civiel ingenieurs, werktuigbouwkundig ingenieurs, bouwkundig ingenieurs, enz.
Industrieën die vaak gebruik maken van een FEM analysis zijn de lucht- en ruimtevaart, automobielindustrie, chemische fabrieken, farmaceutische bedrijven, scheepsbouw, machinebouw, civiele industrie en waterzuivering bedrijven. Ook voeren overheidsinstanties uitgebreide studies uit met behulp van een FEM analyse.
Voordelen en nadelen FEM analyse
Er zijn voor- en nadelen verbonden aan het uitvoeren van een FEM analyse. Voordeel is dat je snel resultaten krijgt. Ingenieurs kunnen direct zien hoe veranderende variabelen de algehele resultaten beïnvloeden. Bovendien bespaart een simulatie kosten door kortere ontwikkelingscyclussen.
Een FEM analyse heeft ook zijn nadelen. Een FEM analyse geeft slechts een benadering van de werkelijkheid en geeft je een schatting van de spanningsverdelingen. De eindige-elementenmethode werkt uitsluitend op wiskundige benaderingen. Hierbij treden er snel fouten op die afhankelijk zijn van factoren, zoals materiaaleigenschappen, randvoorwaarden en MESH verfijning. Een andere nadeel is dat een simulatie veel deskundigheid vereist en niet door iedereen uitgevoerd kan worden.
Statische analyse toepassingen
| Lucht- en ruimtevaarttechniek | Stressanalyse van vliegtuigframes, vleugels, raketten en onderdelen van ruimtevaartuigen |
| Automotive engineering | Stressanalyse van krukas, cilinderblok, drijfstangen, chassis |
| Biomedical engineering | Statische analyse van botten, heupprothesen, tanden |
| Civiele techniek | Analyse van dammen, keermuren, uitgravingen; grond werkers, verkeersmasten, verkeersborden, billboards en geluidsschermen |
| Waterbouwkunde | Spanningsanalyse van dammen, tunnels, bruggen, gemalen, turbines en waterbouw constructies |
| Werktuigbouwkunde | Algemene een-, twee- en driedimensionale en axisymmetrische spanningsanalyses van componenten; analyses van assen, tandwielen en drukvaten; scheurvoortplanting |
| Nucleaire engineering | Statische analyse van reactorvaten, warmtewisselaars, separatoren en constructies |
| Constructietechniek | Statische analyse van hoogspanningsmasten, liggers, bruggen, viaducten, masten, silos en tanks. |
Dynamische analyse toepassingen
| Lucht- en ruimtevaarttechniek | Dynamische analyse van vliegtuig- en ruimtevaartuigcomponenten |
| Automotive engineering | Dynamische analyse van motorcomponenten, zuiger, schijfremmen, uitlaat; bots bestendigheid van chassis |
| Biomedical engineering | Impactanalyse van de schedel; dynamische analyse van lichaam en ledematen |
| Civiele techniek | Spanningsgolven in rots structuren, vibratie analyse verkeersmasten, borden, bruggen en viaducten |
| Werktuigbouwkunde | impactproblemen; dynamische scheurvoortplanting |
| Nucleaire engineering | Dynamische analyse van reactorcomponenten; schokspectrumanalyses |
| Constructietechniek | Schok- en aardbevingsanalyse van gebouwen en bruggen |
Eigenfrequentie analyse toepassingen
| Lucht- en ruimtevaarttechniek | Frequentieanalyse van motorcomponenten, rotorbladen van helikopters, versnellingsbakbehuizing; akoestische analyse van passagierscompartimenten van vliegtuigen. |
| Automotive engineering | Akoestische analyse van passagiersruimte en uitlaatsysteem; frequentie analyse van versnellingsbakbehuizing en carrosserie |
| Biomedical engineering | Eindige elementen analyse van botten, heupprothesen, tanden en hart |
| Waterbouwkunde | Natuurlijke perioden van meren en wateren in havens |
| Elektrotechniek | Natuurlijke frequenties van printplaten |
| Werktuigbouwkunde | Natuurlijke frequentie van componenten, assen; kritische knikbelastingen, tanks, pijpleidingen, separatoren, warmtewisselaars en kleppen. |
| Nucleaire engineering | Distributie van neutronenflux; frequentieanalyse van drukvaten |
| Constructietechniek | Natuurlijke frequentie en knikbelastingen van constructies; trilling analyse van gebouwen met meerdere verdiepingen |