hirdetés
hirdetés

Véges elemes analízis

Megéri vagy nem éri meg szimulálni?

A technológiai fejlesztések alapvető kritériuma, hogy a ráfordítások megtérüljenek. Cikkünkben útmutatót adunk, mi alapján ítélhető meg, hogy megéri-e a végeselem-módszeren alapuló szimuláció igénybevétele a termék- és gyártásfejlesztésben. Kérdéseinkre Ring Zoltán, a CAD-Terv Simulation Kft. értékesítője válaszol.

hirdetés

Milyen ágazatokban elismert ez a technológia?

Ahol kiemelkedő hozadéka lehet egy jobb megoldás gyorsabb megtalálásának: az autóiparban, a repülőiparban, a hadiiparban, a gépiparban, az orvostudományban és még sorolhatnám. Ez már nem csak a nagyok technológiája, ma már az OEM-ek is egyre gyakrabban igénylik partnereiktől az együttműködést ilyen technológiát igénylő fejlesztésekben. Magyarországon is az ipar vezető szereplőinek köszönhető a véges elemes szimuláció elindulása, és szerencsés módon ma már kis- és középvállalatok közül is egyre többen megtalálják számításaikat ezzel a technológiával. Használata, mint minden technológiai fejlesztésé, üzleti befektetés. Fontos tudni róla, hogy ma már a gyártásfejlesztésben is használják, például szerszámok vizsgálatához, vagy gyártás segítő elemek tervezéséhez.

Mi kell ahhoz, hogy valaki kihasználhassa mindennek az előnyeit?

Két opció is szóba jöhet. A saját kapacitás felépítésének az alapja lehet egy képzett mérnök, egy erős számítógép és a testreszabott szoftvermegoldás. A másik opció külsőssel elvégeztetni az analíziseket. A CAD-Terv mindkét esetre tud megoldásokat szolgáltatni.

Levezethetők-e direkt és indirekt hasznok a valósághű szimuláció alkalmazásából? Direkt hozadékként a költségek közül mi csökkenthet?

Legegyszerűbben számszerűsíthetően a prototípus vagy a nullszéria költségei csökkenhetnek. Ez pedig annál fontosabb, minél drágább az előállításuk. Ahol több lépéses iterációban alakul ki a jó eredmény, az iterációs körök számát csökkenthetjük. A fizikai vizsgálatok költségei a másik nagy megfogható költség, és nem utolsósorban ezek idővonzata. A tévedések költségei változóak, de mindenki örömmel kiküszöböli ezeket is. Természetesen ez a technológia sem csodatévő: átgondoltan, pontosan, körültekintően kell használni, és ha így történik, hozza a tőle várt eredményeket.

Indirekt hozadékként a minőséget hogyan javíthatja?

Több lépésben is hozzájárulhat a jobb minőséghez. Először is könnyen és gyorsan összevethetővé válnak megoldásalternatívák, így a legalkalmasabb vihető tovább a fejlesztésben. A topológiaoptimálással fejleszthető a termék teljesítménye, a kifáradásvizsgálatok lehetőséget adhatnak a visszahívások megelőzésére vagy az élettartam megalapozottabb kijelentésére. Amikor komplex szerkezetről beszélünk, egy egyszerű terhelés hatásainak végigszámítása is komoly munka, főleg egy összetett teherkombinációé. Ám a számítógépnek nem az, gyorsan és pontosan megcsinálja.

Példa a véges elemes szerkezetoptimálás eredményére, ahol akár gyártástechnológiai kritériumok is megadhatók (forrás: CAD-Terv)
Példa a véges elemes szerkezetoptimálás eredményére, ahol akár gyártástechnológiai kritériumok is megadhatók (forrás: CAD-Terv)

A módszer átfogó képet ad, akár egy elemről, akár rendszerről van szó. Így a kritikus részek akkor is észrevehetők, ha nem ott alakulnak ki, ahol rutinból várjuk. Fontos lehetőség, hogy bármilyen teher és teherkombináció gyorsan vizsgálható, és az anyagtani vagy geometriai komplexitás sem hozza zavarba a számítógépet. Ezeken túlmutatóan az explicit dinamikai vizsgálatok ma már csak így életszerűek a mérnökök számára.

Ezt a hozadékot hogyan lehet pénzben meghatározni?

Áttételesen, de lehetséges. Azonosítani lehet a munkaórák számának csökkenését, mennyivel gyorsabb egy döntéshez az adatok előállítása végeselemes szimulációval, mint kézzel. Egyszerű kérdéseknél nem javasolt az alkalmazása, mert nem éri meg. Az optimálásnál egyértelmű a számítógéppel megspórolható munkaidő, és a jobb kialakítás költségei is megfogható számok. A kifáradással járó kérdéseknél forintosítható az esetleges kár, amelynek a szorzata a valószínűséggel ad egy összeget. Gyakori nehézség, hogy a projektek sűrűsége miatt nem jut elég idő a jó ötletek mérlegelésére, ami azután szükségessé teszi a termék gyártási ciklus alatti módosításait – ennek költsége is körülírható. Szintén számszerűsíthető az, ha egy termék az előnyösebb konstrukciójának köszönhetően tovább piacképes és profittermelő, például 10 év alatt csak fele annyit kell az újratervezésére fordítani.

A munkafolyamatokhoz hozzá tud-e tenni a szimuláció?

Alapvető, hogy a CAD-tervezők és a tesztelés munkája összefonódik, fizikailag is akár. A fejlesztési munka koncentrálódik a számítógépre, és egyszerűen, gyorsan megnézhető a státusa, eredményei. A fizikai tesztekhez kapcsolódó idő- és szervezési nehézségek megelőzhetők. A múltban többkörös iterációval születő termékek, szerszámok ilyen módon lényegesen kevesebb munkát és nehézséget jelentenek.

Ezt hogyan lehet számszerűsíteni?

Munkafolyamatok esetében a problémák megelőzése tud értéket képviselni, de ennek anyagi vonzatát nem könnyű megfogni. Cégenként eltérő az a mérték, amennyivel a problémákat és a végleges megoldáshoz szükséges munkaidőt csökkenteni tudja a technológia. Ezek azonosításában szívesen segítünk.

A szimuláció használatának területeit az alábbi video is szemlélteti.

A versenyképességre, az image-re milyen hatással van a valósághű szimuláció alkalmazása?

Vannak megbízók, akik szeretik tudni, mely alternatívák közül lett a legjobb az, amelyet nekik átadnak – ez egyértelműen, számszerűen bemutatható a szimulációs technológiával. Egyre több esetben az OEM-ek lehetőséget kínálnak a fejlesztésbe való bekapcsolódásba. Ilyenkor egy nagyobb hozzáadott értéket adhat el a beszállító a megrendelőjének – a gyártáson túl a fejlesztést is. Van, amikor ez nem felkínált lehetőség, hanem elvárt igény – és aki nem felel meg, a helyett megfelelőt keresnek középtávon. A szimulációs technológia versenyképességre gyakorolt hatását jól példázza például a Scania esete, amely cég ezzel a módszerrel járműsúlyt tudott csökkenteni, és három hónappal hamarabb tudta a piacra dobni az Euro 6-os motorral szerelt modelljeit, mint azt előírták. Az „innovatív cég” ma már egy keresett image: azt mutatja, hogy birtokosa figyel a megrendelői igények trendjeire, és gyorsan tud reagálni. Ennek technológiai kiszolgálásában egyre nélkülözhetetlenebb eszköz lesz a valósághű véges elemes szimuláció.

Hogyan fejlődik tovább ez a technológia?

A Simulia – Abaqus technológia organikusan fejlődik, aktuális lépései például a költséghatékonyság irányába a felhőalapú megoldások piacra vitele, vagy az Additive Manufacturing (3D-nyomtatás) kérdéseire való felkészítése a szoftvernek. Nagy örömünkre szolgál, ha ezeket az új lehetőségeket és a már kiforrott, bevált megoldásokat is minél több partnerünknek tudjuk szolgálatába állítani. (x)

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés