Eirin Stensrud Holmstrøm, Technical Specialist
Stian Mork, Application Specialist – 3D Printing
Miten tuotteellesi käy jos se putoaa korkealta? Kestääkö tuotteesi pudotuksen vai hajoaako se? Pudotustesti voi auttaa sinua varmistamaan, että suunnittelemasi tuote kestää. Testi kertoo tarvitseeko suunnittelumallia kenties hiukan muuttaa ja miten? Jatka lukemista, niin näytämme sinulle miten testaus toteutetaan.
Pääsiäispyhien aikana myydään tuhansia pääsiäismunia. Meillä Suomessa tyypillisiä versioita ovat suklaamunat sekä muovikuoriset munat, mutta Norjassa käytetään teräskuorista munaa, joka täytetään karkilla. Halusimme selvittää kuinka kestävä teräs on munan materiaalina ja teimme testin, joka näyttää tarkalleen, mitä tapahtuu, jos pudotamme munan maahan.
Vaihe 1: Suunnittele malli ja sisällytä se testiin
Teimme pääsiäismunasta ensin 3D-mallin SOLIDWORKSilla. Kun geometria oli määritelty, sisällytimme mallin Drop Test Studyyn eli pudotustestiin. Tämä testi on osa SOLIDWORKS Simulation Professional -pakettia.
Tämä testi auttaa meitä selvittämään, kuinka hyvin geometrinen rakenne kestää pudotuksen tietyltä korkeudelta.
Vaihe 2: Säädä asetukset
Pudotustestin asetuksissa valitsimme pudotuskorkeudeksi 3 metriä. Jos meillä olisi tietoa nopeudesta, jolla muna putoaa maahan, olisimme voineet lisätä sen tähän.
Määritimme painovoiman (Gravity) suunnan ja valitimme 100% kiinteän lattian. Tässä olisimme voineet myös määritellä joustavan kohteen, jotta voisimme simuloida pehmeämpiä pintoja, kuten linoleum, ruoho jne.
Kun testi on suoritettu, voidaan saatua tietoa erotella ja simuloida esimerkiksi tällä tavalla:
| Siirtymä | Jännitys |
 |  |
On myös mahdollista tarkastella siirtymää ja jännitystä muistakin pisteistä (nodes) 3D-mallissa ja katsoa, kuinka nämä arvot muuttuvat ajan myötä suhteessa törmäykseen.
Tässä tutkimuksessa käytettiin lineaarista, joustavaa materiaalimallia. Tämä on hyväksyttävää, sillä jännitys on alle materiaalin taipumisvahvuuden 620Mpa, mikä tarkoittaa puolestaan sitä, että Hooken lakia voidaan edelleen soveltaa.
Jos jännitykset olisivat taipumisvahvuuden yläpuolella, olisimme saaneet erilaisia tuloksia jännitykseen ja taipumiseen liittyen – materiaalimalli olisi vaihdettu epälineaariseen.
Tulosten analysointi
Tulosten perusteella, huolimatta siitä, että muna halkeaa ja maahan putoaa paljon karkkia, munaan ei ole odotettavissa pysyviä muodonmuutoksia, kun jännitykset ovat alle taipumisen. Tämä tarkoittaa sitä, että teräskuorinen pääsiäismuna kestää annetun kuorman kun se putoaa 3 metristä.
Paranna kestävyyttä testaamalla
SOLIDWORKS Simulationin pudotustestitutkimus on vain yksi monista tavoista testata suunnitelmaasi virtuaalisesti. Testaamalla tuotteitasi etukäteen voit parantaa tuotteiden laatua sekä alentaa prototyyppien ja materiaalien kustannuksia.
Tämän pääsiäismunan omistajalle se tarkoittaa parempaa asiakastyytyväisyyttä, koska muna ei ollut liian hauras. Sitä voidaan siis käyttää uudelleen ensi vuonna, kun lapset ovat jälleen valmiita uuteen pääsiäismunien metsästykseen.
