Det finns många fördelar med att komplettera dina analytiska beräkningar med FE-simuleringar. För det första håller du priset nere eftersom du vet exakt var du kan spara på material och var extra styrka behövs. För det andra stärker du din gröna profil genom att inte producera mer än nödvändigt, och för det tredje blir processen med CE-märkning betydligt enklare.
FE-simulering är en bred term för en rad olika beräkningar. Du kan därför hitta en användbar simuleringsmetod nästan oavsett vilken typ av analys du behöver.
Den vanligaste formen av simulering används för att bedöma ett objekts styrka - alltså hur stor belastning produkten kan tåla - men simuleringar kan också ge dig mer kunskap om värmebeständighet eller hur många gånger och hur mycket ett objekt kan böjas innan det går sönder.
Oavsett syftet finns det ofta pengar att spara eftersom du inte använder onödigt mycket material. Du sparar också pengar på den efterföljande processen med CE-märkning, och därutöver kommer besparingar i samband med hantering och förvaring av produkten.
Om vi till exempel pratar om ett lyftok på 100 meter är det ganska avgörande för hanteringen om du har kapat flera ton av den totala vikten.
Osäkerhet och överförbrukning
Vi har gjort simuleringar på just ett sådant lyftok. Ett ordentligt krabat som skulle kunna bära ett vindturbinblad.
För att bli CE-märkt måste denna typ av lyftok kunna bära dubbelt så mycket som den avsedda lasten. När man enbart använder analytiska beräkningar blir osäkerheterna dock så stora att lyftoket produceras för att kunna bära kanske fem gånger så mycket, Men genom att enbart använda analytiska beräkningar blir osäkerheterna så stora att oket produceras för att kunna bära kanske fem gånger så mycket, eftersom strukturen och belastningarna är så komplexa. Dessutom krävs det betydligt fler ingenjörstimmar för att utföra hela uppgiften med enbart analytiska beräkningar.
FE-simuleringar, å andra sidan, gör det möjligt för oss att ta hänsyn till strukturens komplexitet och bedöma exakt hur stor belastningen kommer att vara på de olika komponenterna i lyftoket. På så sätt blir materialförbrukningen också mycket mer precis.
Resultatet i det här exemplet var också påtagligt.
Vår arbetstid uppgick till 30 000 danska kronor, men eftersom simuleringen gjorde beräkningarna så mycket mer precisa slutade det med en materialbesparing på över 100 000 kronor.
Förutom att oket kunde CE-märkas fanns det också en avsevärd besparing att göra, bara genom att göra beräkningarna mer precisa.
Lita aldrig blint på dina resultat
Trots att det finns många fördelar med FE-simuleringar, får vi inte glömma nackdelarna. Den största faran är utan tvekan tendensen att blint lita på resultaten.
Inte nödvändigtvis för att resultaten av simuleringen är felaktiga, utan för att vi inte heller med FE-simuleringar kan ge en perfekt bild av den verklighet som produkten ska leva i.
Även om simuleringarna kommer mycket närmre den verkliga användningssituationen än analytiska beräkningar, kommer det alltid att vara riskabelt att ligga för nära gränsvärdena.
I verkliga användningssituationer finns det ett oändligt antal parametrar som påverkar föremålets hållfasthet och bärförmåga. Om vi tar lyftoket som exempel igen kommer faktorer som vind- och väderförhållanden på dagen, lagringstemperatur och eventuella stötar under transporten att påverka den faktiska bärförmågan.
Därför måste du även vid simuleringar se till att hålla dig på den säkra sidan av uppskattningarna. Du ska inte låta dig lockas att gå ända upp till gränsen, utan fortfarande upprätthålla en god marginal till hållbarhetsgränsen.
Skillnaden mellan simuleringar och handberäkningar är förstås bara att gränsvärdena ligger betydligt närmare den faktiska hållbarheten, och att du därför inte behöver lägga dig på en i onödan hög säkerhetsfaktor.
Den optimala kombinationen
FE-simulering är ett verktyg precis som analytiska beräkningar, det ena utesluter inte det andra. En skicklig ingenjör vet vilka verktyg som är optimala för vilka uppgifter och slipper därmed att slå in spikar med ett vattenpass.
Det är viktigt att komma ihåg att FE-simuleringar inte kan stå för sig själva. För att verifiera en konstruktion bör du alltid använda minst två av följande tre metoder för att korsvalidera dina analyser:
- Test
- FE-simulering
- Analytisk beräkning
Hållbart sparande
Även om FE-simulering inte alltid är det optimala verktyget finns det ofta pengar att spara genom att använda simulering när man utvecklar nya produkter.
Du sparar en hel del fysiska tester och prototyper som annars skulle ha varit en kostsam historia, du undviker onödigt tunga och stora maskiner, och du får en mycket snabbare process när produkten ska CE-märkas.
Oavsett om det handlar om bärförmåga, värmetålighet, utmattning eller något helt annat kan simuleringarna ge dig konkreta svar som du kan förhålla dig till när du designar dina lösningar.
Om vi talar om produkter som ska tillverkas i mer än ett exemplar eller till och med massproduceras, så säger det sig självt att besparingen blir ännu större - och att klimatpåverkan i gengäld minskar avsevärt.
