Analiza Metodą Elementów Skończonych (MES) to komputerowa technika metodologiczna szeroko wykorzystywana m.in. do obliczeń wytrzymałościowych konstrukcji wszelkiego rodzaju urządzeń. Ujmując to najprościej, analiza ta pozwala za pomocą wygenerowanych komputerowo modeli i symulacji zobaczyć, jak badany przez nas obiekt zachowa się w określonych i zadanych warunkach. Może być prowadzona na etapie projektowania urządzenia jak i podczas jego późniejszej modyfikacji. Często wykorzystuje się metodę MES dla urządzeń już istniejących, lecz nie posiadających, z różnych przyczyn, dokumentacji technicznej.
Na czym polega analiza MES?
Analiza polega na odpowiednim sformułowaniu opisu matematycznego i rozwiązaniu stawianego problemu. Jednym z najważniejszych etapów przeprowadzania analizy MES jest wybór właściwego modelu matematycznego. Jedynie dobrze dobrany model pozwoli na otrzymanie wiarygodnych i przydatnych z praktycznego punktu widzenia obliczeń. Model może być jedno-, dwu- lub trójwymiarowy. Do otrzymania efektywnej symulacji komputerowej kluczowa będzie znajomość badanych zjawisk, znajomość samej metody i technik obliczeniowych.
Przeprowadzanie analizy MES – etapy
Zwykle pierwszy etap to tzw. Preprocessing. W tym etapie przygotowuje się komputerowy model geometryczny analizowanej konstrukcji lub jej elementu, która niejednokrotnie jest wynikiem np. inwentaryzacji urządzenia badanego lub gotowym założeniem projektanta. Co ważne, model w zależności od potrzeb, może zostać uproszczony. Wszystko zależy od tego, jaki jest cel naszej analizy. Nie zawsze konieczne jest wyszczególnienie najdrobniejszych elementów konstrukcji, jeśli nie będzie to miało wpływu na wyniki końcowe.
Przykład: gdy celem jest określenie deformacji obiektu model nie musi być bardzo szczegółowy i dokładny w porównaniu z rzeczywistym kształtem, gdyż informacja np. o małych spawach czy karbach na konstrukcji nie wpłynie na wyniki analizy. Z kolei gdy za pomocą MES chcemy znaleźć maksymalną wartość naprężenia zredukowanego tworzony model musi być bardziej dokładny.
Na tym etapie określa się właściwości materiału a także warunki brzegowe, umocowania czy obciążenia. Po określeniu m.in. elementów skończonych, które mają być wykorzystane w modelu, generowana jest określona siatka węzłów i elementów skończonych.
Następnie odbywa się etap obliczeń tzw. processing. To etap, w którym licencjonowany program przeprowadza obliczenia na podstawie wprowadzonych wcześniej informacji.
Trzeci etap analizy to postprocessing. Na tym etapie można przedstawić wyniki badania. Poszczególne rezultaty wyliczeń prezentuje się np. za pomocą map warstwicowych, wykresów, wydruków czy animacji. Ostateczną formę prezentacji uzgadnia się indywidualnie.
Kto wykonuje analizę MES?
Do przeprowadzenia takiej analizy konieczna jest specjalistyczna wiedza i oprogramowanie, za pomocą którego przeprowadza się analizę.
Co istotne wyniki nie są wolne od błędów, dlatego tak istotna jest dobra znajomość metodyki przeprowadzania analizy, a także wiedza techniczna pozwalająca poprawnie interpretować wyniki i poddawać je weryfikacji.
Nasi inżynierowie zajmują się przeprowadzaniem analizy MES i pracą na wynikach tych analiz na co dzień. Jeśli chcesz wiedzieć więcej na temat samej metodyki i korzyści, jakie gwarantuje jej przeprowadzenie, skontaktuj się z naszymi specjalistami.
Metoda Elementów Skończonych – korzyści z przeprowadzenia analizy
Przeprowadzenie analizy MES dla danego urządzenia lub jego elementu jest bardzo przydatnym narzędziem. Do największych korzyści można zaliczyć m.in.:
- znaczne skrócenie czasu rozwoju produktu,
- pozwala na tworzenie mniejszej ilość prototypów zaprojektowanego urządzenia,
- wprowadzenie produktu na rynek może nastąpić znacznie szybciej,
- pomaga poprawić jakość i wytrzymałość produktu,
- pozwala uniknąć potencjalnej awarii.