Der er mange fordele ved at supplere dine analytiske beregninger med FE-simuleringer. For det første holder du prisen nede, fordi du ved præcis, hvor du kan spare på materialerne, og hvor der er brug for ekstra styrke. For det andet får du styrket din grønne profil ved ikke at producere mere end nødvendigt, og for det tredje bliver processen omkring CE-mærkning markant nemmere.
FE-simulering er en bred betegnelse for en række forskellige beregninger. Du kan derfor finde en brugbar simuleringsmetode næsten uanset hvilken type analyse du har brug for.
Den mest hyppige form for simulering bruges til at vurdere et emnes styrke – altså hvor stor en belastning produktet kan holde til – men simuleringer kan også gøre dig klogere på varmebestandigheden eller hvor mange gange og hvor meget et emne kan bøjes, før det knækker.
Uanset formålet er der ofte penge at spare, fordi du ikke bruger en unødig mængde materialer undervejs. Du sparer også penge på den efterfølgende proces med CE-mærkning, og dertil kommer besparelser i forbindelse med håndtering og opbevaring af produktet.
Taler vi fx om et løfteåg på 100 meter, er det ret afgørende for håndteringen, om du har skåret flere ton af den samlede vægt.
Usikkerhed og overforbrug
Netop sådan et løfteåg har vi lavet simuleringer på. En ordentlig krabat, som skulle kunne bære en vindmøllevinge.
For at blive CE-mærket skal den type løfteåg kunne bære to gange den tiltænkte byrde. Ved udelukkende at bruge analytiske beregninger bliver usikkerhederne dog så store, at åget bliver produceret til at kunne bære måske fem gange så meget, fordi strukturen og belastningerne er så komplekse. Derudover kræver det væsentligt flere ingeniørtimer at udføre hele opgaven kun ved hjælp af analytiske beregninger.
FE-simuleringer derimod gør os i stand til at tage højde for strukturens kompleksitet og vurdere præcis, hvor stor belastningen bliver på de forskellige komponenter i løfteåget. På den måde bliver materialeforbruget også langt mere præcist.
Resultatet i eksemplet her var da også til at føle på.
Vores arbejdstid løb op i 30.000 kroner, men fordi simuleringen gjorde beregningerne så meget mere præcise, endte det med en materialebesparelse på over 100.000 kroner.
Udover at åget kunne CE-mærkes, var der således også en klækkelig besparelse at hente, simpelthen ved at gøre beregningerne mere præcise.
Stol aldrig blindt på dine resultater
Selvom der er mange fordele ved FE-simuleringer, må vi ikke glemme ulemperne. Den største fare er uden tvivl tendensen til at stole blindt på resultaterne.
Ikke nødvendigvis fordi resultaterne af simuleringen er forkerte, men fordi vi heller ikke med FE-simuleringer kan give et perfekt billede af den virkelighed, produktet skal ud og leve i.
Selvom simuleringerne kommer meget nærmere den virkelige brugssituation end analytiske beregninger, vil det altid være risikabelt at lægge sig for tæt op ad grænseværdierne.
I de virkelige brugssituationer er der uendeligt mange parametre, der spiller ind på emnets styrke og bæreevne. Tager vi løfteåget som eksempel igen, vil faktorer som vind- og vejrforhold på dagen, opbevaringstemperatur og eventuelle slag under transporten have indvirkning på den faktiske bæreevne.
Derfor skal du også ved simuleringer sørge for at holde dig på den gode side af estimaterne. Du skal ikke lade dig lokke af at gå lige til kanten, men stadig holde en fin afstand til holdbarhedsgrænsen.
Forskellen på simuleringer og håndberegninger er naturligvis bare, at grænseværdierne ligger væsentligt tættere på den faktiske holdbarhed, og at du derfor ikke behøver at lægge dig på en unødvendig høj sikkerhedsfaktor.
Den optimale kombination
FE-simulering er et værktøj ligesom analytiske beregninger, det ene udelukker ikke det andet. En dygtig ingeniør ved hvilket værktøj der er optimalt til hvilke opgaver og undgår dermed at hamre søm i med et vaterpas.
Det er vigtigt at huske, at FE-simuleringer ikke kan stå alene. For at verificere en konstruktion bør du altid bruge mindst to af følgende tre metoder for at krydstjekke dine analyser:
- Test
- FE-simulering
- Analytisk beregning
Bæredygtige besparelser
Selvom FE-simulering ikke altid er det optimale værktøj, så er der ofte penge at spare ved at bruge simulering, når du udvikler nye produkter.
Du sparer en masse fysiske tests og prototyper, som ellers ville have været en bekostelig affære, du undgår unødigt tunge og store maskiner, og du får en langt hurtigere proces, når produktet skal CE-mærkes.
Uanset om det gælder bæreevne, varmebestandighed, udmattelse eller noget helt fjerde, kan simuleringerne give dig konkrete svar, som du kan forholde dig til, når du designer dine løsninger.
Taler vi om produkter, som skal produceres i mere end ét eksemplar eller ligefrem masseproduceres, så siger det sig selv, at besparelsen bliver endnu større – og at klimapåvirkningen omvendt reduceres markant.
