🔒 Alle opplastninger er sikre og konfidensielle.
FEA (Finite Element Analysis) og FEM (Finite Element Method) er beregningsmodeller til alle former for styrkeberegninger og termiske beregninger. FEA brukes til simulering av fysiske fenomener, FEM er metoden for å oppnå dette.
FEA bruker FEM-metoden til å kalkulere, simulere, beregne og anslå hvordan et objekt reagerer under ulike omstendigheter og fysiske påvirkninger.
Simuleringene viser for eksempel hvordan en tank ekspanderes og deformeres ved for høyt trykk, hvordan en oljerigg beveger på seg ute i Nordsjøen, til hvor man skal plassere løfteører på en stålkonstruksjon for å sikre trygge løft uten å ødelegge konstruksjonene.
Det er en numerisk teknikk som kutter strukturen til et objekt i flere millioner deler, eller elementer, og deretter kobles elementene sammen til punkter som kalles for noder. FEM lager et sett med algebraiske ligninger som ingeniører og andre designere bruker til å utføre analyse.
Se for deg at du er en romfartsingeniør og har en strålende idé for et type design, men du vet ikke størrelsene, formene og materialene du skal bruke for maksimal effekt med minimalt drivstofforbruk. Ei heller vet du hva de termiske og mekaniske påkjenningene er under alle mulige driftsforhold, og fordi designet er helt nytt - så har du heller ingen data å se tilbake på.
En måte vil være å bygge en prototype og teste den. Hvis prototypen ikke får egenskapene eller drivstofforbruket du håpet på, eller hvis enheten svikter, finjusterer du designet og prøver igjen.
Problemet med denne tilnærmingen er at den er særdeles dyr og tidkrevende, og hvis prototypen din sprenger seg selv i filler, er det vanskelig å fastslå nøyaktig hvordan den mislyktes.
Det finnes en bedre måte. Bygg en datamodell av prototypen din og simuler hvordan den oppfører seg i forskjellige settinger. Å justere designet er et spørsmål om å endre noen numeriske parametere, og hvis det går i stykker, kan du finne ut nøyaktig hvordan det mislyktes. Og dersom en eksplosjon oppstår blir ingen blir truffet av flyvende prototype-splinter.
Datamodellering og simulering er selvfølgelig ikke bare "plug and play". Du trenger ligninger og ikke minst teknisk og teoretisk forståelse. Hvordan utvider materialet som brukes i delene seg når temperaturen stiger? Hvordan påvirker det formene til de ulike delene? Hvordan påvirker det igjen luftstrømmen rundt delene? Og så videre.
Dette er viktige spørsmål som bør besvares før produksjon.
FEA blir brukt til å takle tre hovedproblemer:
FEM-analyse (Finite Element Method) brukes til datasimuleringer både av enkle og komplekse strukturer og sammenstillinger. Metoden deler komplekse systemer inn i enkle deler med kjente og forståtte egenskaper. Informasjonen blir flyttet fra del til del og metoden simulerer hva som skjer når alle egenskapene til et system blir satt sammen.
FEM blir ofte brukt til styrkeberegninger og beregning av deformasjoner i konstruksjoner. Man vil også kunne avdekke sårbarheter i et design, slik at man en unngår fallgruver før produksjon.
I Nordic Steel bruker vi FEM-metoden til å redusere antall fysiske prototyper, tester, eksperimenter og optimaliserer komponenter i design-fasen. Da kan vi utvikle enda bedre og tryggere produkter i et raskere tempo for kundene våre.
Optimalisering av produksjonsprosessen kan også føre til høyere utnyttelsesgrad i platene. Dette bidrar til sparte kostnader, raskere produksjonstid og et mer bærekraftig produkt.
En av de største fordelene med FEM-analyse er at den gir en nøyaktig og presis løsning for komplekse strukturer og systemer. Denne metoden er også fleksibel og kan tilpasses til ulike typer laster, materialer, og geometrier.
FEM gir også mulighet for å analysere strukturer i ulike tilstander, for eksempel under dynamiske belastninger eller deformasjoner. I tillegg kan FEM brukes til å simulere og teste strukturer før de bygges, noe som kan spare både tid og kostnader i designprosessen.
En annen fordel med FEM er at den kan kombineres med andre analyser, for eksempel strukturelle analytisk metoder, for å gi en enda mer nøyaktig løsning.
Det finnes en rekke ulike programvarer som brukes i forbindelse med FEM. Noen av de mest populære programmene inkluderer ANSYS, ABAQUS, COMSOL, SolidWorks, og LS-DYNA.
Disse programmene gir mulighet for å modellere, analysere, og simulere strukturer og systemer ved hjelp av FEM.
