Odpowiednia wytrzymałość obiektów jest istotna z perspektywy ewentualnych strat poniesionych przez inwestora oraz bezpieczeństwa osób korzystających z danych konstrukcji. Badanie może przeprowadzić tak naprawdę każdy, choć są branże, dla których nowoczesne metody wirtualnego obliczania wytrzymałości są szczególnie ważne. Z produktów tych firm korzysta się każdego dnia, a ich nieodpowiednie przetestowanie mogłoby rodzić wiele problemów.
W jakich branżach stosuje się obliczenia wytrzymałościowe?
Zaczynając od ogółu, z różnych metod analizy wytrzymałości (MES/CFD/DEM) korzystają projektanci elementów spawanych. Obliczanie wytrzymałości spoin jest ważne, dlatego że często stanowią one jedyne połączenie dwóch obiektów. Tego typu połączenia stosuje się m.in. podczas budowy maszyn, pojazdów czy nawet budynków. W miarę upływu czasu spoiny mogą ulec tzw. zmęczeniu materiału, co przyczynia się do zmniejszenia ich wytrzymałości, a w konsekwencji rozpadu konstrukcji. Można temu zapobiec jeszcze na etapie projektowania. Dzięki badaniom widać, czy spoina jest wykonana prawidłowo oraz, czy nie powinna zostać nałożona grubsza warstwa.
Obliczenia wytrzymałościowe stosuje się też w motoryzacji — zarówno podczas projektowania części, jak i całych pojazdów. Przykładem są tu maszyny rolnicze, które nie dość, że są ciężkie, to zazwyczaj ich konstrukcja nieustannie drży, co ma wpływ na wytrzymałość wszystkich komponentów. Poprzez badanie określa się, jak oddziałuje temperatura na dany podzespół, jakie elementy są najbardziej narażone na zniszczenia wskutek drgań oraz sprawdza się, czy maszyna jest w stanie bez przeszkód transportować materiały sypkie. W przypadku maszyn rolniczych pomaga to zmniejszyć ich wagę (dzięki zastosowaniu alternatywnych, korzystnych rozwiązań) oraz przede wszystkim poprawić trwałość konstrukcji.
Pozostając w temacie motoryzacji, warto napomknąć, że niezwykle ważne jest badanie wytrzymałości foteli samochodowych. Podczas wirtualnych testów sprawdza się między innymi działanie pasów bezpieczeństwa, wyłożenie wnętrza, a także analizuje się wszelkie powstające wibracje. Badanie odbywa się przy wykorzystaniu technik symulacji statycznych i dynamicznych, dlatego uwzględniane jest również to, co dzieje się podczas wypadku samochodowego z fotelami i innymi częściami samochodu.
Do pozostałych elementów konstrukcji, w przypadku których najczęściej oblicza się wytrzymałość, należą ramy rowerowe. Stanowią główny filar, który zespala ze sobą pozostałe części roweru, dlatego powinny być one odporne na zjawisko zmęczenia materiału. W przypadku ram zbadać można ich plastyczność, wytrzymałość połączeń spawanych, a także zachowanie w momencie wypadku.
Badanie przeprowadza się również przy projektowaniu części ochronnych maszyn i budowli, na przykład tych, które chronią kierowców wózków widłowych. Zaleca się też dokładną analizę skrzydeł samolotów i innych konstrukcji narażonych na działanie czynników zewnętrznych jak wiatr czy deszcz.
Najczęstsze powody, dla których korzysta się z wirtualnych obliczeń
Jeszcze jakiś czas temu obliczenia wytrzymałości przeprowadzało się ręcznie za pomocą wzorów matematycznych. O ile metoda ta w wielu przypadkach była skuteczna, o tyle wymagała sporo precyzji, cierpliwości oraz kosztowała inwestorów sporo czasu. Obecnie dzięki zastosowaniu wirtualnych analiz i pomiarów, wiele się zaoszczędza. Przede wszystkim do przeprowadzenia badania nie jest wymagane stworzenie prototypów — model 3D tworzony jest w programie komputerowym i to w nim ustala się wszelkie parametry konstrukcji oraz obciążenia. W konsekwencji żaden fizyczny obiekt nie ulega zniszczeniu, a to z kolei jest dużą oszczędnością czasu i pieniędzy.
Badanie za pomocą wirtualnych metod jest też o tyle korzystne, że oprogramowanie automatycznie przeprowadzi analizę nawet najbardziej skomplikowanych figur, dlatego nie ma konieczności zostawania w pracy po godzinach, aby samodzielnie analizować każdy element. Co więcej, znacznie łatwiej jest symulować oddziaływanie np. warunków pogodowych, ustawiając ich konkretny parametr. Oprogramowanie jest chętnie wybierane przez projektantów i producentów, gdyż do jego obsługi nie potrzeba fachowej wiedzy, a wystarczy podstawowa znajomość sposobów obliczeń wytrzymałości. Interfejs jest przejrzysty, a instrukcji obsługi można nauczyć się już w kilka dni.
Należy mieć na uwadze, że przeprowadzanie badań zarówno rzeczywistych, jak i wirtualnych, nigdy nie będzie w pełni odzwierciedlać sytuacji, do jakiej może dojść w codziennym życiu. Warto pamiętać też o tym, że oprogramowanie powinno zostać przystosowane dla danej branży i produktów, z jakimi ma ona styczność. Niektóre programy są bardziej zaawansowane od innych, wymagają większej wiedzy, ale dostarczają rzetelnych informacji dla światowych marek, organizujących m.in. przewozy pasażerskie.
Obliczenia wytrzymałościowe — kto i kiedy powinien je stosować?
Odwiedź nas w mediach społecznościowych
SimDes Partner
tel:
+48 514 514 243
email:
adres:
ul. Żurawia 6/12 lok. 766
00-503 Warszawa
Polska
Napisz do nas