Saavuta kontroll oma disaini üle enne esimese prototüübi loomist

Mis juhtub, kui te oma disaini üle pingutate? Kas see paindub, murdub või puruneb? Säästvate toodete projekteerimisel on võtmeküsimuseks vastupidavus. Uuri miks – ja siit saad infot selle kohta, kuidas SOLIDWORKS Simulation võimaldab luua paremaid ja jätkusuutlikumaid konstruktsioone – kõik, mida sul on vaja teha, on jätkata lugemist.

Hea on omada kontrolli disainitava toote üle. Ja hea on kontrollida, mis juhtub, kui see puruneb. Kui omad kontrolli, saad tagada, et ülekoormuse korral säilivad teie toote väärtuslikud komponendid ning kahjustuvad odavamad komponendid. Tulemus? Varuosasid saab vahetada odavalt – see on kasulik nii lõppkasutajale, kui ka sinu tootele ja sinule.

Kuid kuidas testida ülekoormust? Ja kuidas seda dokumenteerida? Milliseid tööriistu ja protsesse pead sa mõistma, et teada oma disaini tagajärgi? Ning viimane, kuid mitte vähem oluline küsimus: kuidas vältida ülekoormust?

Need on küsimused, mida mulle sageli esitatakse ja millele ma allpool vastata püüan.

Toote tundmine annab parema kontrolli

SOLIDWORKSi geomeetriat virtuaalselt testides saame parema arusaama sellest, kui palju ülepinget meie toode kannatab.

Kui ma räägin disaini juhtimisest, siis märksõnaks siin on teadmised tootest. Mida kiiremini saate teadmisi oma disaini materjalide kohta, tugevuste ja nõrkuste kohta, seda varem saavutate kontrolli oma toote ja sellega seotud ootuste üle.

SOLIDWORKS Simulationi abil saate testida oma konstruktsiooni koormuse ja ülekoormuse osas ning saada vastused küsimustele nagu: millal toode ebaõnnestub, kus on kõige nõrgemad osad ja millised on ülepinge tagajärjed?

35% inseneridest ei testi oma disaine

Mattias Robertsson, kes töötab SOLIDWORKSi korporatsioonis tehnilise juhina, viis hiljuti läbi simulatsioonide-teemalise veebiseminari. Selles käivitas ta kiirküsitluse saamaks teada, kuidas osalevad insenerid oma disaini ohutustegurit kontrollivad. Täpsemalt küsis ta, kuidas nad arvestavad ülekoormusega.

Tulemused olid järgmised:

  • + 40% teeb käsitsi arvutusi
  • + 40% kasutab 3D-simulatsiooni
  • Umbes 35% ei testi üldse
  • + 25% teeb füüsilisi teste

“Ohutustegur“:
Ohutustegur (A safety factor – FoS) väljendab, kui palju on süsteem tugevam sellest kui kavandatud koormuse jaoks vajalik. Paljud süsteemid on ehitatud tahtlikult palju tugevamaks kui tavakasutuses vajalik, võimaldades neil jääda purunematuks ka ootamatute koormuste või väärkasutuse puhul. (Allikas: Vikipeedia)

Paljud osalejad kasutasid ühte või mitut ülalnimetatud meetodit – kuid paljud ei testinud „Ohutustegurit” oma disainide puhul üldse. Kui jätkusuutmatu disain jõuab prototüübini või isegi tootmisse, võib see kalliks maksma minna.

Ma ei tea, kas olete selle üle sama üllatunud kui mina, kuid parimal juhul tähendab see, et nad on oma toodete projekteerimisel niivõrd kogenud, et (loodetavasti) seetõttu on nende disainid jätkusuutlikud.

Aga mis siis, kui selles on midagi enamat kui jätkusuutlikkus?

Mis oleks, kui saaksid oma ettevõttes säästa hulgaliselt raha, vähendades materjali hulka ja valmistades siiski jätkusuutlikku toodet?

Vaatame lähemalt, miks peaksid töötama “ohutusteguriga”.

Mida täpselt saad oma disaini parandamiseks teha, et tagada, et see võib ülepingutuda ilma tõsiste tagajärgedeta? Pingega töötamiseks on kaks võimalust:

  1. Vastupidamine pingele – tugevdad nõrku kohti, et konstruktsiooni kõik komponendid või piirkonnad saaksid pingega hakkama.
  2. Sisseehitatud nõrkused – otsustad, millised komponendid või komponentide alad ülepinge korral purunevad.

Vaatame paari näidet reaalsest maailmast.

Vastupidavus ülepingele? KOMPAN tegi valiku

Kindlustamaks, et kiik mänguväljakul kunagi ei murdu, disainib KOMPAN selle nii, et see suudaks vastu pidada sellel ringihüppavate laste koormusele. Tegelikult talub see mõnel juhul isegi mängulisi täiskasvanuid – igaks juhuks.

See tähendab, et kiikude vastupidavust käsitlevad arvutused tehakse väga kõrge „ohutusteguriga”, et kiik alati koormusele vastu peaks.

KOMPAN on Taani ettevõte, mis on spetsialiseerunud mänguväljakute lahendustele. Nende tooteid ei valmistata mitte ainult kvaliteetsetest materjalidest, vaid ka kõrgeimatele kvaliteedistandarditele vastavalt, ning nad teostavad täielikku kontrolli vastupidavuse ja ohutuse osas.

Igal aastal mängib või treenib ühel KOMPANi mänguväljakutest või treeningplatsidest 150 miljonit inimest kogu maailmas. Seetõttu on KOMPANil ülimalt oluline järgida kõige kõrgeimaid ohutusstandardeid.

KOMPANi avalik lubadus on järgmine:

“Me ei tee kunagi turvalisuse osas kompromisse ja meie materjalivalik on kõrgeima kvaliteediga, kui loome ülimalt vastupidavaid ja kauakestvaid lahendusi igasuguste ilmade jaoks”.

Tee peamistest disainiotsustest praktika ja igapäevase kasutamiseni pole pikk ja seetõttu on mõistlik, et nende disainiosakonna mantra on seotud „ohutusteguriga“ ja koormuste arvutamisega, et tagada ülivastupidavad ja -ohutud lahendused.

Sisseehitatud nõrkused? Pange see painduma ja murduma endale sobival viisil

Selle meetodi põhimõte on järgmine: selle asemel, et kulutada palju raha kallite komponentide vahetamisele, ehitad raha kokkuhoiu eesmärgil nõrkuse mujale oma konstruktsiooni.

Hea näide on päramootori sõukruvi. Siin on disainil sisseehitatud tihvt, mis puruneb enne, kui midagi muud konstruktsioonis. Tihvt on hea lahendus, sest kui seda poleks ehitatud purunemiseks, tähendaks see seda, et kogu paat pööraks ümber, kui sõukruvi vees midagi tabab – palju suurem mure ja kulukam juhtum.

Seda põhimõtet kasutatakse ka lennukimootorite ehitamisel. Mootor ise on kinnitatud neljas erinevas kohas, mis kõik puruneb ja laseb mootoril minna enne, kui tiib maha rebitakse. See tähendab, et lennuk saab ohutult edasi lennata ka pärast ühe mootori kaotamist. Nii et ärge muretsege, kui lendate ja üks mootor välja kukub – disainis on sellise olukorraga arvestatud.

 

Tööriistakast, mis pakub vastuseid

Selleks, et saaksid vastuseid kõigile oma toote jätkusuutlikkust ja vastupidavust puudutavatele küsimustele, võimaldab, SOLIDWORKS Simulation sul enne esimese prototüübi tegemist oma disainilahenduses erinevaid aspekte testida. Need aspektid on:

  • Pinge
  • Madala pingega alad
  • Deformatsioon
  • Ohutustegur
  • Eluiga (väsimus)
  • Loomulik sagedus

Teisisõnu, SOLIDWORKS Simulationi tööriistakast annab sulle su disainist paremad ja sügavamad teadmised – ja teadmised viivad paremate otsusteni!

Lisaks kasulikule tööriistakomplektile saate varakult kontrollida ka teisi olulisi tegureid. Sellised tegurid nagu:

  • Mõõtmed ja suurus
  • Nõuete spetsifikatsioonidele vastamine
  • Ideed ja kontseptsioonid
  • Disainiotsused
  • Disaini täiendused
  • Kvaliteedi parandused
  • Kulude parandused

Virtuaalne testimine ja simulatsioon on palju enamat ja varsti avaldan selle teema kohta rohkem infot. Kui sul on juba praegu küsimusi, võta kindlasti meiega ühendust, vastan hea meelega. Samuti soovitaksin teil registreeruda meie uudiskirja saajaks – selles leiate inspireerivaid videosid, bloge, väärtuslikke näpunäiteid ja palju muud.

 

Michael Thomson
Solution Manager

 

Võta ühendust