Michael Thomson
Solution Manager
Mitä tapahtuu, jos ylikuormitat suunnittelemaasi mallia? Taipuuko, murtuuko vai hajoaako se? Tiesitkö, että virtuaalitestausta voi tehdä jo suunnitteluvaiheessa? Lue, kuinka SOLIDWORKS Simulation voi auttaa sinua suunnittelemaan parempia ja kestävämpiä tuotteita.
Kestävien tuotteiden suunnittelussa, niiden kestävyys on ratkaisevan tärkeää. On hyvä hallita tuotesuunnittelua, mutta vielä mukavampaa on tietää, mitä tapahtuu, jos tuote rikkoutuu.
Ylikuormituksen sattuessa olisi hyvä, jos halvempien komponenttien sijaan rakenteiden arvokkaimmat komponentit pysyisivät ehjinä. Näin toimien varaosat voidaan vaihtaa edulliseen hintaan, mikä hyödyttää sekä loppukäyttäjiä että tuotettasi ja sinua.
Jos tuotteesi ei toimi käytössä se johtaa epäonnistumiseen.
→ Ratkaise monimutkaisia teknisiä haasteita SOLIDWORKS Simulationin avulla
Tuoteosaaminen parantaa elinkaarihallintaa
Testaamalla solidworks-geometriaamme ensin virtuaalisesti, saamme paremman käsityksen siitä, kuinka paljon ylikuormitusta tuotteemme kestää.
Kun puhun suunnittelun hallinnasta, avainsana on tuoteosaaminen. Mitä nopeammin saat tietoa suunnittelemasi tuotteen materiaaleista, vahvuuksista, heikkouksista jne., sitä nopeammin voit hallita tuotettasi ja siihen liittyviä odotuksia.
SOLIDWORKS Simulationin avulla voit testata rakennettasi rasituksen ja ylirasituksen varalta ja saada vastauksia kysymyksiin, kuten missä tuote epäonnistuu, missä ovat heikoimmat alueet ja mikä on seurausta ylirasituksesta?
35% insinööreistä ei testaa mallejaan
SOLIDWORKS:in tekninen aluejohtaja Mattias Robertsson piti simulaatiota käsittelevän webinaarin, jossa hän teki nopean kyselyn siitä, miten webinaariin osallituneet insinöörit kontrolloivat ”turvallisuuskerrointa” malleissaan, miten he varmistavat että tuote kestää ylirasituksen?
A safety factor (FoS) expresses how much stronger a system is than it needs to be for an intended load. Many systems are intentionally built much stronger than needed for normal usage to allow for emergency situations, unexpected loads, misuse or degradation. (Source: Wikipedia)
Monet osallistujat käyttivät vähintään yhtä testausmenetelmää, mutta 35% vastanneista ei testannut ”Turvallisuuskerrointa” malleissaan ollenkaan.
Kun kestämätön muotoilu menee prototyyppivaiheeseen tai jopa tuotantoon asti, se voi olla erittäin kallista.
En tiedä, oletko yhtä yllättynyt tästä kuin minä, mutta parhaassa tapauksessa oletus on se, että he ovat kokeneita suunnittelijoita tuotemalliensa suhteen ja että he tietävät että ne ovat (toivottavasti) kestäviä.
Onko sitten jotain muutakin kuin kestävyys?
Entä jos voisit säästää yrityksesi rahaa vähentämällä materiaalin määrää, mutta pystyisit siltä valmistamaan kestävän tuotteen?
On kaksi tapaa työskennellä rasituksen kanssa:
- Rasituksen sietokyky– vahvistat heikkoja kohtia, jotta kaikki suunnittelun komponentit tai alueet käsittelevät rasitusta.
- Sisäänrakennetut heikkoudet – päätät, mitkä komponentit tai osat komponenttien sisällä rikkoutuvat ylikuormitettuina.
Katsotaanpa pari esimerkkiä todellisesta maailmasta.
Rasituksen sietokyky
Varmistaakseen, ettei leikkikentän keinulauta koskaan hajoa, KOMPAN suunnittelee laudan siten, että se kestää vaikka useat lapset hyppisivät sen päällä. Keinulaudat itseasiassa kestäisivät myös usean aikuisen painon, vaikkakin ne on ensisijaisesti suunniteltu vain lasten käyttöön.
Tämä tarkoittaa, että keinulaudan kestävyyteen liittyvät laskelmat on tehty hyvin suurella varmuuskertoimella, jotta keinulauta tulee kestämään kaikissa tilanteissa.
KOMPAN on tanskalainen yritys, joka on erikoistunut leikkikenttäratkaisuihin. Heidän tuotteitaan ei tehdä ainoastaan korkealaatuisista raaka-aineista, vaan ne myös täyttävät korkeimmat laatustandardit ja ne ovat sekä kestäviä että turvallisia.
Vuosittain 150 miljoonaa ihmistä ympäri maailman leikkii tai harjoittelee KOMPANin leikkikentillä tai kuntoilualueilla. Siksi on äärimmäisen tärkeää, että kaikista tiukimmat turvallisuusstandardit täyttyvät heidän tuotteissaan.
“Me emme ikinä tee kompromisseja turvallisuuden suhteen, ja meidän materiaalivalintamme ovat korkeinta laatua – valmistamme erittäin kestäviä ja pitkäaikaisia ratkaisuja kaikkiin sääoloihin.”. – KOMPAN
Matka tärkeimmistä suunnitteluun liittyvistä päätöksistä käytännön tuotteeseen ei ole kovin pitkä, ja siksi heidän suunnitteluosastonsa täytyy ottaa koko ajan huomioon varmuuskertoimet, joilla varmistetaan lopputuotteen turvallisuus ja kestävyys.
Sisäänrakennetut heikkoudet?
Tässä metodissa kyse on siitä, että tuotteeseen rakennetaan heikko kohta, jotta vältytään kalliiden vaihtokomponenttien hajoamiselta ja säästetään rahaa.
Hyvä esimerkki tästä on veneen moottorin potkurin kiinnitys. Potkurin akselissa on sokkatappi, joka hajoaa ennen muita osia.
Tappi on tässä tapauksessa erittäin sovelias ratkaisu, sillä jollei sitä olisi suunniteltu hajoamaan, propelli tai moottorin vaihteisto voisi kokonaan vaurioitua potkurin osuessa johonkin, ja vaurioiden korjaamiset olisivat tällöin huomattavasti kalliimmat.
Samaa periaatetta käytetään hyödyksi myös lentokoneen moottoreita suunniteltaessa. Moottori on kiinnitetty neljästä eri kohdasta, jotka onnettomuuden sattuessa hajoavat irrottaen moottorin, jottei koko lentokoneen siipi repeydy irti. Tästä syystä lentokone voi jatkaa lentoa turvallisesti, vaikka joku sen moottoreista on tuhoutunut. Joten älä huolestu, jos lentokoneen moottori irtoaa joku kerta kun olet itse mukana lennolla – suunnittelu on ottanut asian huomioon.
Työkalupakki, joka tarjoaa ratkaisuja
Jotta voisit saada vastauksia tuotteesi kestävyyttä koskeviin kysymyksiin, SOLIDWORKS Simulationin avulla on mahdollista tehdä erilaisia virtuaalitestejä tuotteen suunnittelun aikana ennen ensimmäistä prototyyppiä. Aiheina esimerkiksi:
- jännitys
- vähäisen jännityksen alueet
- muodonmuutos
- varmuuskerroin
- elinikä (väsyminen)
- ominaistaajuus
Toisin sanottuna, saat SOLIDWORKS Simulationin työkalujen avulla paljon paremman ymmärryksen tuotteestasi – ja teet parempia päätöksiä.
Näiden työkalujen lisäksi pystyt myös paremmin hallinnoimaan seuraavia tekijöitä suunnitteluprosessin aikana:
- mitoitukset
- vaadittujen kriteerien täyttäminen
- ideat ja konseptit
- suunnittelupäätökset
- suunnitteluparannukset
- laatuparannukset
- kustannusparannukset
Virtuaalitestaus ja simulaatio pitää sisällään myös paljon muuta, ja julkaisen kohta lisää tietoa aiheesta. Jos et jaksa odottaa ja sinulla on kysymyksiä, joihin haluaisit saada heti vastauksen, voit ottaa meihin yhteyttä. Suosittelen myös tilaamaan uutiskirjeemme, jonka kautta pääset katsomaan inspiroivia videoita, blogeja, arvokkaita käyttövinkkejä ja paljon muuta.
