Hvornår fejler et design under anvendelse? Og hvad sker der egentlig, hvis du overbelaster dit design? Bøjer det, knækker det eller knuses det? Simulering og styrkeberegning er essentielt, når der designes produkter. Find ud hvorfor og få indsigt i hvordan SOLIDWORKS Simulation kan hjælpe dig med at designe produkter af højere kvalitet.
Det er rart at være i kontrol over det produkt, man designer – særligt med hvad der sker, hvis det går i stykker. Det er afgørende at produktet er sikkert, også selvom en del fejler. Derudover betyder også at du kan sørge for, at det er de dyre dele i dine konstruktioner, der holder. Alt imens de billigere dele er dem, der fejler. Dermed kan disse dele udskiftes uden for mange omkostninger.
Er dette perspektiv på designkontrol interessant for dig, så er det bare at læse videre. Så vil jeg give dig et indblik i, hvordan SOLIDWORKS Simulation kan hjælpe dig med at tage bedre designbeslutninger.
Produktkendskab giver bedre kontrol
Ved at teste vores SOLIDWORKS-geometri kan vi virtuelt vise og skabe forståelse for, hvor og hvor meget vores designs belastes. På den måde kan vi tage højde for overbelastning.
Når jeg taler om design-kontrol er nøgleordet: produktkendskab..
Jo tidligere i processen vi får kendskab til materialer, styrker, svagheder osv. i vores design, jo før har vi i meget bedre kontrol over det, vi forventer af vores design.
Med SOLIDWORKS Simulation kan du teste din konstruktion for belastninger og overbelastninger. De ekstra og mere konkrete spørgsmål, der ofte følger de ovenstående, er følgende:
- Hvor fejler emnet?
- Hvor er de svageste områder?
- Hvad er konsekvensen ved overbelastning?
35% af brugere tester ikke deres designs
Tidligere i år afholdte Senior Territory Technical Manager Mattias Robertsson fra SOLIDWORKS Corp. et webinar om Simulation. Her lavede han en hurtig meningsmåling om, hvordan I som brugere kontrollerer ”Factor of Safety” i jeres designs, altså hvordan I tager højde for overbelastning.
Resultatet, han nåede frem til, var som følger:
- +40% af brugere laver manuelle “håndberegninger”
- +40% af brugere benytter 3D Simulation
- Godt 35% af brugere tester ikke
- +25% af brugere laver fysiske tests
Factor of Safety
En sikkerhedsfaktor (FoS) er udtryk for, hvor meget stærkere et produkt er designet, end det behøver at være til den formålsbestemte belastning. Mange produkter er med vilje designet meget stærkere end nødvendigt til normal brug for at imødekomme nødsituationer, uventede belastninger, misbrug eller forringelse.
Mange brugere benyttede en eller flere af ovenstående metoder – men rigtig mange tester altså slet ikke Factor of Safety i deres designs. Og det kan komme til at koste dyrt, hvis et uholdbart design når helt til prototype eller produktion.
Det er for mig overraskende, at så mange slet ikke kontrollerer deres designs. Det må i bedste fald betyde, at de har erfaringer for, at det, de laver, holder.
Mere end bare et holdbart produkt
Hvad hvis du kunne spare din virksomhed for mange penge ved at reducere materialemængden uden at gå på kompromis med holdbarhed og kvalitet?
Lad os se nærnere på hvilke fordele der er ved at arbejde på “Factor of Safety”.
Vi kigger på, hvad du skal gøre for at forbedre dit design, så det kan overbelastes, uden det har alvorlige konsekvenser. Der er i princippet to måder at arbejde med overbelastning på:
- Modstå belastningen – Du gør de svage steder stærkere, så parter eller områder i parter kan klare belastningen.
- Indbygget svaghed – Du bestemmer hvilke parter eller områder i parter, der skal gå i stykker under en given belastning.
Lad os se på et par eksempler fra den virkelige verden.
Det er i dine hænder at modstå belastningen
For at være sikker på, at for eksempel en vippe på en legeplads altid holder, laves den, så masser af børn – ja i nogle tilfælde selv voksne menesker – kan hoppe rundt på den.
Det vil sige, at man regner på vippens holdbarhed med en meget høj ”Factor of Safety”, så vippen altid kan modstå belastningen.
KOMPAN er en dansk virksomhed, som har specialiseret sig i legepladsudstyr og -løsninger. Deres produkter er ikke blot produceret af materialer i høj kvalitet og opfylder de højeste kvalitetsstandarder – der er også helt styr på holdbarhed og sikkerhed.
Hvert år leger eller træner 150 millioner mennesker på en KOMPAN lege- eller sportsløsning på verdensplan. Derudover overholder KOMPANs legeløsninger en række internationale sikkerhedsstandarder for legepladser.
“Vi går aldrig på kompromis med sikkerheden, og vores valg af materialer af højeste kvalitet skaber ekstremt holdbare løsninger, der holder længe i al slags vejr,” er løftet fra KOMPAN.
I deres designafdeling kender de derfor alt til Factor of Safety og styrkeberegning, så det er holdbare og sikre produkter, der kommer på markedet. Der er altså ikke langt fra design-beslutningernes principper til praksis og brug.
Indbygget svaghed: Knæk og bræk efter dit hoved
Her er princippet bag indbygget svaghed: For at spare penge på at udskifte dyre emner, indbygger du en svaghed et andet sted i konstruktionen.
Et godt eksempel er skruen på en påhængsmotor. Her har man lavet en stift, der brækker før noget andet går i stykker på konstruktionen. Det er nemlig meningen at stiften brækker, når skruen rammer noget i vandet, så det ikke er hele båden, der må vende rundt på skjoldet – eller det er dyre dele, der går i stykker.
En regning på 20 kr. i stedet for en regning på +11.000 kr. Prisen på en ny stift er ca. 20,- kr. Dette er langt mere omkostningseffektivt end at skulle købe en ny skrue og et nyt gear til måske 11.000,- kr. og opefter.
Denne metode hvor man laver parter, der med vilje går i stykker, bruges også i forbindelse med flymotorer. Selve motoren er sikret i fire punkter, der brækker og slipper motoren, før vingen rives med af. Det betyder, at alle kan flyve sikkert videre – selvom den ene motor ikke længere sidder på vingen.
Så der er ingen grund til bekymring, hvis den ene motor en dag falder af, mens du er ude og flyve. Den er designet til det.
En værktøjskasse, hvor der er tænkt på det hele
For at få svar på alle relevante spørgsmål du har til dit design, har SOLIDWORKS Simulation gjort det muligt at undersøge en lang række faktorer på dine modeller.
Det gør du ved hjælp af værktøjer som:
- Belastning (Stress)
- Udbøjning (Deformation)
- Lavt belastede områder (Low Stress Areas)
- Sikkerhedsfaktor (Factor of Safety)
- Levetid ved gentagen belastning (Lifetime (Fatigue))
- Naturlig frekvens (Natural Frequency)
Med den værktøjskasse, der ligger i SOLIDWORKS Simulation, opnår du altså bedre indsigt i dit design- og indsigt leder til bedre designbeslutninger.
Du får tidligt i processen mulighed for at blive klogere på og komme i kontrol med følgende vigtige ting:
- Dimensioner og størrelser
- Imødekomme kravsspecifikationer
- Idéer og koncepter
- Design-beslutninger
- Design-forbedringer
- Kvalitetsforbedringer
- Omkostningsforbedringer
Kun toppen af isbjerget
Der er langt flere aspekter af virtual testing og simulation og jeg vil snart dele mere materiale om emnet. Hvis du har flere spørgsmål, er du velkommen til at kontakte os – vi vil hellere end gerne hjælpe dig videre. Tilmeld også vores nyhedsbrev og få adgang til inspirerede videoer, blogs, tips og tricks og meget mere.
Michael Thomson
Solution Manager
