FEM Analyse

Sterkteberekeningen door SSEB engineers

FEM analyses (Finite Element Method analyses) of ook wel FEA (Finite Element Analysis) genoemd, zijn sterkteberekeningen. Het engineersteam van SSEB is zeer ervaren in het uitvoeren van FEM analyses. Mede met behulp van de FEM analyse komen de SSEB engineers tot slimme en rendabele oplossingen die in de praktijk goed werken en voldoen aan de standaard.

Het is slim om al vroeg in het ontwikkelproces te berekenen hoe elementen zich gedragen, zodat tijdig zichtbaar is waar problemen in een constructie zich bevinden en hoe de constructie geoptimaliseerd kan worden. Dat levert SSEB klanten in de praktijk een zeer korte try-out tijd op. Goede FEM analyses voorkomen namelijk onnodige testen en tijdverlies.

De SSEB engineers voeren FEM analyses of sterkteberekeningen uit voor staal, RVS, titanium en aluminium. Daarvoor gebruiken zij het Siemens NX systeem. Het verrichten van FEM analyses is een specialisme waarbij niet alleen theoretische vakkennis, maar ook ervaring en kennis van de praktijk noodzakelijk zijn. Deze combinatie van kennis helpt ons om de resultaten uit de FEM analyse goed te interpreteren. Zo komen wij tot de beste oplossing.

Door het uitvoeren van FEM berekeningen kan SSEB u veel meer vertellen over het gedrag van uw product ten aanzien van mogelijke belastingen. Op een 3D model kunnen onze engineers de krachten, waarheidsgetrouw, aanbrengen en de constructie doorrekenen waarbij het resultaat een weergave is van de optredende spanningen. Dit kan zowel statisch, als dynamisch worden uitgevoerd.

Met die resultaten in de hand kunnen onze engineers u aangeven of de constructie voldoet aan de door u bepaalde uitgangspunten. Wanneer de optredende spanningen onacceptabel zijn geven wij u aanbevelingen ten aanzien van materiaalkeuze of ontwerpaanpassingen. Ook het toetsen aan bestaande normen of richtlijnen kan op deze manier worden uitgevoerd.

Wat is een FEM analyse?

Allereerst zijn er verschillende benamingen die voor sterkteberekeningen worden gebruikt. FEM analyse (Finite Element Method), wordt ook wel FEA (Finite Element Analysis) genoemd. In Nederland noemen we het ook wel de Eindige Elementen Methode, EEM.

Middels een FEM analyse kunnen complexe vormen en samenstellingen van materialen onder andere worden beoordeeld op vervorming, op sterkte, op stijfheid en op vermoeiing. De analyse is dankzij het systeem veel sneller te maken dan vroeger en de uitkomsten worden overzichtelijk in een kleurensysteem weergegeven.

De methode vertaalt een complexe geometrie naar kleine eenvoudige elementen met een onderlinge samenhang. De FEM analyse of sterkteberekening laat snel zien waar zich kritieke zones bevinden in de constructie. Wat u in het kleurenschema ziet zijn de spanningen van het materiaal van binnenuit en de vervormingen aan de buitenkant. En de sterkteberekening geeft ook aan wat de resultaten zijn ten aanzien van de waarden die u vooraf heeft aangegeven.

Bij het aanbrengen van randvoorwaarden, beperkingen en belastingen kan de methode de praktijksituatie zo dicht mogelijk simuleren. De constructie wordt met de FEM software doorgerekend om duidelijk te krijgen hoe elk element reageert. Daardoor kan een conclusie worden getrokken over de constructie als geheel.

Door te testen met meer of minder materiaal op elementen kunnen we snel zien wat dit voor bijvoorbeeld de sterkte of stijfheid van het product gevolgen heeft en kunnen we analyseren en testen totdat het gewenste resultaat is bereikt. Dat resultaat kan bijvoorbeeld een product zijn dat met behoud van zijn sterkte en zijn stijfheid lichter is geworden, stabieler of efficiënter kan worden geproduceerd.

Alhoewel FEM analyses gepaard gaan met prachtige kleurenplaatjes, is het natuurlijk de kennis en ervaring van de SSEB engineer die bepalend is voor de interpretatie van de resultaten en daarmee de uiteindelijke optimalisatie.

Welke FEM analyses worden er uitgevoerd?

Welke FEM analyse wordt uitgevoerd is afhankelijk van de situatie. De SSEB engineers weten als geen ander welke methodiek voor welke situatie het beste gebruikt kan worden. Er zijn verschillende type FEM berekeningen en er kunnen ook combinaties worden gemaakt tussen die typen.

Enkele typen FEM berekeningen die de SSEB engineers voor u uit kunnen voeren:

• Lineair statische FEM analyses – sterkteberekeningen
  Deze FEM analyse wordt toegepast om bijvoorbeeld het gewicht van een constructie te optimaliseren en/of om de sterkte en de stijfheid van een product te verifiëren.
• Niet-lineaire FEM analyses- sterkteberekeningen
  Deze sterkteberekening passen we vooral toe als het gaat om grote vervormingen of het vervormen van materiaal dat niet-lineair is.

FEM analyse eigenfrequenties

Veel producten hebben een of meer eigenfrequenties. Resonantie ontstaat als een systeem wordt aangestoten met een frequentie die gelijk is aan een van de eigenfrequenties. SSEB engineers kunnen de eigenfrequenties van een constructie berekenen.

• Knik- en plooiberekeningen – stabiliteitsanalyses
  Een knik of plooi kan verlies van stabiliteit betekenen, de gevolgen van deze vormverandering in de constructie kan SSEB berekenen.
• Schokberekeningen – gedwongen trillingen
  Dit zijn tijdafhankelijke berekeningen. Bekeken wordt hoe de constructie reageert wanneer deze in trilling wordt gebracht op verschillende manieren.
• Vermoeiingsberekeningen
  Door de combinatie van de enorme materiaalkennis bij SSEB en een FEM analyse kunnen de SSEB engineers u inzicht geven in de vermoeiing. Ook dit betreft een tijdafhankelijke berekening.
• Dynamische FEM analyses
  Diverse FEM analyses bekijken de belasting van een constructie op verschillende fronten, waarbij ook de tijd een rol speelt. Dit noemen we dynamische FEM analyses. De reactie van de totale constructie en van elke deelconstructie kan worden geanalyseerd op allerlei mogelijke veranderingen

FEM analyse of sterkteberekening door SSEB uit laten voeren?

Leg uw probleemstelling neer bij een van onze engineers en hij vertelt u of en welke FEM analyse antwoord kan geven op uw vraag. Neemt u even contact met ons op voor een vrijblijvend gesprek?