20 دلیل به منظور استفاده از تحلیل اجزا محدود در طراحی محصول
امروزه استفاده از تحلیل اجزا محدود (FEA) در طراحی و تولید محصولات مهندسی و گسترش آنها بخشی جدا نشدنی در روند مهندسی از ایده تا تولید می باشد. تحلیل از طریق اجزا محدود در صنایعی چون خودروسازی، هوا فضا، پزشکی و ابر سازه ها استفاده میشود. در همه ی صنایع استفاده از FEA شامل سه فاز اصلی می باشد:
- پیش پردازش
- حل مسئله
- پس پردازش
در هنگام استفاده از نرم افزارهای FEA مراحلی کلی زیر می بایست طی شود که در همه آنها یکسان است:
- طراحی یا وارد کردن مدل CAD در نرم افزار
- انتخاب نوع ساختار طراحی اعم از یک، دو یا سه بعدی. بستگی به نیاز
- انتخاب نوع متریال محصول
- مش بندی قطعه بر اساس نوع ساختار طراحی
- افزایش یا کاهش کیفیت مش بندی و رفع خطاهای آن
- انتخاب نوع تحلیل مثل استاتیک، دینامیک، حرارتی یا ترکیبی
- اعمال شرایط مرزی شامل نیرو، گشتاور، دما و…
- انجام شبیه سازی
- گرفتن خروجی از نتایج
تحلیلگر نرم افزارهای FEA از طریق حل معادلات عددی، محصول را آنالیز میکند. تحلیل نهایی نرم افزار و مقدار عدد بدست آمده بستگی به نوع متریال محصول، شرایط مرزی و کیفیت طراحی دارد.
چرا استفاده از تحلیل اجزا محدود مهم است؟
تقریبا 20 دلیل وجود دارد مبنی بر اینکه استفاده از FEA در طراحی مهندسی اهمیت دارد:
- بهبود عملکرد قطعات موجود و یا جدید
- کاهش هزینه ساخت و طراحی
- کاهش تعداد آزمایشات فیزیکی روی محصول
- افزایش سرعت ساخت محصول و وارد شدن آن به بازار
- ایجاد شدن زمینه برای بهینه سازی محصولات در هنگام انتخاب نوع متریال
- استفاده از معادلات و محاسبات متنوع
- طراحی موثر محصول با شناخت کافی از زمینه استفاده از آن
- کاهش اتلاف متریال
- بهینه سازی توپولوژی و وزن محصول بدون کاهش ایمنی
- تصمیم گیری بهتر برای ساخت محصول با بدست آوردن اطلاعات جامع و ارزشمند
- تولید محصول با سرعت و کیفیت بیشتر
- خارج نشدن از الزامات قانونی و قراردادی در طراحی و تولید محصول
- بدست آوردن تاییدیه و اعتبارسنجی های محصول با سرعت بیشتر بصورت محلی یا جهانی
- بهبود امنیت محصول
- بهبود عملکرد محصول در برابر ارتعاشات فیزیکی
- شناخت رفتار محصول در دنیای واقعی با اعمال شرایط مرزی مختلف
- افزایش رضایت مشتری
- گستره زیاد در استفاده از FEA از کامپیوتر های رومیزی تا ابر رایانه ها
- امروزه FEA ابزاری یکپارچه در نرم افزارهای CAD می باشد
- یافتن عمر مفید محصول و ایجاد ضمانت معتبر در هنگام فروش محصول
تحلیل اجزا محدود یکی از ابزارهای مهم مهندسی به منظور افزایش کیفیت محصولات می باشد. در حال حاضر FEA برای آزمایش مجازی قطعات و بهبود کیفیت آنها بکار میرود تا زمان لازم برای تولید محصولات صنعتی و ورود آنها به بازار کاهش یابد.
