Pārvaldi sava izstrādājuma dizainu pirms izveido pirmo prototipu

Kas notiek pie izstrādājuma pārslodzes? Tas saliecas, plīst vai tiek sagrauts? Izturībai ir liela nozīme izstrādājot ilgtspējīgus produktus. Noskaidro kādēļ un ielūkojies kā SOLIDWORKS Simulation var līdzēt ilgtspējīgāku produktu izstrādē.

Ir patīkami pārvaldīt izstrādājamo produktu, it īpaši patīkami paredzēt to, kā tas salūzt pie pārslodzes. Pārvaldot vari būt pārliecināts, ka konstrukcijas dārgākie elementi saglabā savu izturību, kamēr lētākas komponentes pārmērīgas slodzes gadījumā plīst. Rezultāts? Rezerves daļas var nomainīt par zemām izmaksām – abpusēji izdevīgi gan galalietotājam, gan tavam produktam, gan tev.

Bet kā tieši tiek pārbaudīta pārslodze? Kā to var dokumentēt? Kādi rīki un procesi ir jāsaprot, lai noskaidrotu ietekmi uz savu izstrādājumu? Un visbeidzot: kā izvairīties no pārslodzes?

Šie ir jautājumi, kas man visbiežāk tiek uzdoti un uz kuriem es atbildēšu turpmākajās rindkopās.

Produkta pārzināšana sniedz labāku kontroli

Mēs varam parādīt un radīt labāku priekšstatu par to, cik daudz mūsu produktu var noslogot, virtuāli pārbaudot SOLIDWORKS modeļa ģeometriju.

Kad es runāju par izstrādājuma dizaina pārvaldību, es domāju par zināšanām par produktu. Jo ātrāk var iegūt informāciju par materiāliem, tā stiprajām pusēm un vājībām, un tā tālāk, savā izstrādājumā, jo ātrāk var iegūt kontroli pār savu produktu un priekšstatu, kas no tā varētu tikt sagaidīts.

Izmantojot SOLIDWORKS Simulation var pārbaudīt konstrukcijas slodzē un pārslodzē un saņemt atbildes uz jautājumiem, piemēram, kur izstrādājums nedarbojas, kur ir vājākās vietas un kādas ir pārmērīgas slodzes sekas.

35% inženieru netestē savu izstrādājumu

Mattias Robertsson, vecākais reģiona tehniskais menedžeris no SOLIDWORKS Corporation, rīkoja vebināru par simulāciju. Viņš aptaujā vaicāja, kā inženieri savos projektos kontrolē drošības koeficientu. Viņš īpaši uzsvēra, kā viņi novērtē pārslodzi.

Aptaujas rezultāti bija šādi:

  • + 40% veic aprēķinus manuāli (ar roku)
  • + 40% izmanto 3D simulācijas
  • Ap 35% netestē vispār
  • + 25% veic fizisko testēšanu

“Drošības koeficients”
Drošības koeficients (FoS) izsaka, cik reizēs konstrukcija ir izturīgākā, nekā tai jābūt paredzētajai slodzei. Daudzas sistēmas ir apzināti būvētas daudz izturīgākas, nekā nepieciešams normālai lietošanai, lai pielāgotos ārkārtas situācijām, negaidītām slodzēm, nepareizai lietošanai vai degradācijai. (Avots: Wikipedia)

Daudzi dalībnieki izmantoja vienu vai vairākas no iepriekš minētajām metodēm, taču bija daudzi, kas vispār nepārbauda izstrādājuma drošības koeficientu. Tas var dārgi maksāt, ja neilgtspējīgs izstrādājums nonāk līdz prototipam vai pat tiek ražots.

Nezinu, vai esi pārsteigts par šo tikpat daudz, cik es, bet labākā gadījumā viņiem ir pieredze par sava produkta projektēšanā un tādēļ tas (cerams) iznāk ilgtspējīgs.

Bet, ja tur ir kas vairāk par ilgtspējīgumu?

Ja nu uzņēmumam būtu iespējams ietaupīt līdzekļus samazinot izejvielu daudzumu un tajā pat laikā ražojot ilgtspējīgāku produktu?

Aplūkosim smalkāk, kādēļ ir vērts ņemt vērā drošības koeficientu.

Ko darīt, lai uzlabotu izstrādājuma dizainu un nodrošinātu, ka tā pārslogošana nerada nopietnas sekas?Ir divi veidi kā strādāt ar slogošanu:

  1. Pretoties slodzei – stiprinot vājas vietas, lai visas izstrādājuma komponentes vai virsmas izturētu slodzi.
  2. Ieplānot vājas vietas – izlemjot, kuras komponentes vai to daļas sabruks, kad tās tiks pārslogotas.

Aplūkosim dažus piemērus.

Pretoties pārslodzēm? KOMPAN izdarīja savu izvēli

Lai pārliecinātos, ka rotaļu laukuma līdzsvara šūpoles nekad nesalūztu, KOMPAN tās projektē tā, lai tās varētu izturēt slodzi, ko rada vairāki bērni lēkājot uz tām. Patiesībā, dažos gadījumos, šūpoles izturēs pat rotaļīgu pieaugušo baru – katram gadījumam.

Tas nozīmē, ka līdzsvara šūpoļu izturības aprēķini tiek veikti ar ļoti augstu drošības koeficientu, lai tās vienmēr izturētu slodzi.

KOMPAN ir dāņu uzņēmums, kas specializējas bērnu rotaļu laukumu projektēšanā. Viņu produkti ražoti ne tikai no augstās kvalitātes materiāliem, bet arī atbilst augstākas kvalitātes standartiem, esot pilnīgā kvalitātes un drošības kontrolē.

Katru gadu 150 miljoni cilvēku visā pasaulē rotaļājas vai trenējas KOMPAN rotaļu vai sporta laukumos. Tādēļ KOMPAN ir ļoti svarīgi ievērot visaugstākos drošības standartus.

KOMPAN publiskais solījums ir sekojošs:

“Mēs nekad neriskējam ar drošību un izvēlāmies visaugstākās kvalitātes materiālus, veidojot ārkārtīgi izturīgus un ilgstošus risinājumus jebkuriem laikapstākļiem”.

Ceļš no galvenajiem projektēšanas lēmumiem līdz praksei un ikdienas lietošanai nav garš, tādēļ ir loģiski, ka viņu dizaina nodaļas mantra ir saistīta ar drošības koeficientu un stiprības aprēķiniem, kas garantē ļoti izturīgus un drošus risinājumus.

Iebūvēt vājās vietas? Lai tas liecas un lūzt tā, kā tu vēlies

Šis metodes princips ir šāds: tā vietā, lai izmestu lielu naudu aizvietojot dārgas komponentes, iebūvē konstrukcijā vājo vietu, lai ietaupītu naudu.

Labs piemērs ir laivas piekaramā motora dzenskrūve. Šeit ir ieprojektēts ķīlis, kas lūzt pirms tiek pārslogota konstrukcija. Ķīlis ir labs risinājums, jo, ja tas netiktu ieprojektēts tā, lai lūztu, iespējams, ka visa laiva apgāztos, ja dzenskrūve sadurtos ar kaut ko zem ūdens – sekas: daudz lielākas raizes un dārgāks remonts.

Šis princips ir izmantots būvējot lidmašīnas dzinējus. Motors ir nostiprināts četros punktos, kas pārslodzes gadījumā ļauj motoram nokrist pirms tiek norauts spārns. Tas nozīmē, ka lidmašīna var lidot drošībā, pat, ja ir zaudējusi dzinēju. Tātad, nav pamata satraukumam, ja lidojuma laikā redzi, ka lidmašīnai nokrīt dzinējs, tas tā ir paredzēts drošības nolūkā.

 

Instrumentu kopums, kas sniedz atbildes

Lai saņemtu atbildes uz visiem būtiskajiem jautājumiem, kas tev varētu rasties saistībā ar izstrādājuma ilgtspēju un izturību, SOLIDWORKS Simulation ļauj pirms pirmā prototipa izgatavošanas pārbaudīt dažādus dizaina aspektus. Tādus aspektus kā:

  • Spriegums
  • Zonas ar zemu noslodzi
  • Deformācija
  • Drošības koeficients
  • Ilgizturība (nogurums)
  • Pašfrekvence

Citiem vārdiem sakot, SOLIDWORKS Simulation sniedz daudz labāku un dziļāku ieskatu izstrādājuma dizainā, un ieskats rezultē labākos lēmumos!

Instrumentu kopums ļauj kontrolēt svarīgus parametrus projektēšanas sākumā, tādus kā:

  • Izmēri un gabarīti
  • Atbilstība prasībām un specifikācijām
  • Idejas un koncepti
  • Dizaina lēmumi
  • Dizaina uzlabojumi
  • Kvalitātes uzlabojumi
  • Izmaksu uzlabojumi

Par virtuālo testēšanu un simulāciju ir daudz vairāk materiālu un drīz es publicēšu vairāk informācijas par šo tēmu. Ja tagad nevēlies gaidīt un tev ir vēl kādi jautājumi, lūdzu sazinies ar mums, mēs labprāt sniegsim atbildes. Es iesaku arī pieteikties uz mūsu informatīvo izdevumu, kurā saņemsi piekļuvi iedvesmojošiem videoklipiem, blogiem, vērtīgiem padomiem un ieteikumiem un daudz ko citu.

 

Michael Thomson
Solution Manager

 

Sazinies ar mums