Skip to main content
Deze pagina wordt weergegeven met behulp van automatische vertaling. In plaats daarvan in het Engels bekijken?

Analyse van eindige elementen

Eindige elementenanalyse (FEA) is de virtuele modellering en simulatie van producten en assemblages voor structurele, akoestische, elektromagnetische of thermische prestaties. FEA is de praktische toepassing van de eindige elementenmethode (FEM).

Wat is eindige elementenanalyse?

Eindige elementenanalyse is het modelleren van producten en systemen in een virtuele omgeving om potentiële (of bestaande) problemen met de productprestaties te vinden en op te lossen. FEA is de praktische toepassing van de FEM, die door ingenieurs en wetenschappers wordt gebruikt om complexe structurele, akoestische, elektromagnetische, thermische, vloeistof- en multifysische problemen wiskundig te modelleren en numeriek op te lossen. FEA-software kan in een breed scala van industrieën worden gebruikt, maar wordt het meest gebruikt in de luchtvaart-, automobiel-, elektronica-, industriële machines-, scheepvaart- en consumentenproductenindustrie.

Een eindig elementenmodel (FE) bestaat uit een systeem van punten, 'knooppunten' genaamd, die de vorm van het ontwerp vormen. Aan deze knooppunten zijn de eindige elementen verbonden die de eindige elementenmaas vormen en die de materiaal- en structurele eigenschappen van het model bevatten, waarmee wordt bepaald hoe het op bepaalde omstandigheden zal reageren. De dichtheid van het gaas met eindige elementen kan in het hele materiaal variëren, afhankelijk van de verwachte verandering in de spanningsniveaus van een bepaald gebied. Regio's die grote veranderingen in stress ervaren, hebben doorgaans een hogere maasdichtheid nodig dan gebieden met weinig of geen spanningsvariatie. Aandachtspunten kunnen onder meer breukpunten van eerder getest materiaal, filets, hoeken, complexe details en gebieden met hoge belasting zijn.

Gerelateerde producten: Simcenter 3D | Simcenter Nastran | Simcenter Femap | Simcenter Magnet gt; | Simcenter E-machine ontwerp | Simcenter

FLOOFD voor NX
Person wearing VR headset with holographic interface projection
Een beeld van Simcenter Nastran software, een vooraanstaande oplosser voor de eindige elementenmethode (FEM).

Maak gebruik van FEA om de prestaties van uw product te verbeteren

Ontdek hoe anderen FEA gebruiken om innovatie te ontwikkelen met Simcenter.

Ontdek de voordelen

FEA is een beproefde methode die vaak wordt gebruikt ter vervanging of aanvulling van experimentele en analytische methoden ter ondersteuning van het technisch ontwerp en de analyse van alledaagse producten. Vergeleken met prototyping en experimenten bieden op FEA gebaseerde simulaties de volgende voordelen.

Prestaties verbeteren

Met

eindige elementenanalyse kunt u snel de technische mogelijkheden voor betere productprestaties analyseren en verkennen.

Tijdsreductie

Met eindige elementenanalyse kunt u geoptimaliseerde productontwerpen sneller op de markt brengen dan met een bouw- en testmethode.

Kostenreductie

Door gebruik te maken van eindige elementenanalyse kunt u de ontwikkelingskosten van uw producten aanzienlijk verlagen in vergelijking met traditionele testprocessen op basis van fysieke prototypes.

Stappen in het FEA-simulatieproces

Ongeacht de gebruikte software volgen de meeste FEA-simulaties deze algemene stappen.

3D-model van een autoframe met heatmapping-afbeelding van Simcenter 3D software.

Voorbewerking

De voorbewerkingsfase omvat het bewerken van de geometrie en het voorbereiden ervan voor simulatie. In een proces dat meshing wordt genoemd, zet een voorbewerkingstool de ontwerpgeometrie om in kleine eindige elementen voordat materiaaleigenschappen, belastingen, beperkingen en simulatieparameters worden toegepast.

De CFD-simulatiesoftware begint met het iteratief oplossen van de gediscretiseerde vergelijkingen met behulp van de CFD-oplosser.

Oplossen

De FEA-simulatiesoftware begint met het iteratief oplossen van de gediscretiseerde vergelijkingen met behulp van de oplosser. Deze stap kan veel tijd of rekenkracht vergen. Voor complexe simulaties kiezen steeds meer bedrijven voor cloud computing als een kosteneffectieve oplossing voor dit probleem.

Lineaire analyse van een mechanische structuur, visueel van Simcenter 3D software.

Nabewerking

Zodra de oplossing is voltooid, is de volgende stap het kwalitatief en kwantitatief analyseren en visualiseren van de resultaten van de simulatie met behulp van rapporten, monitoren, plots, 2D/3D-beelden en animaties. Verificatie en validatie van de resultaten maken ook deel uit van deze fase.

Soorten FEA-analyses

1D-analyse (bundelmodellen) 1D-analyse verwijst naar het toepassen van modellen die uitsluitend zijn gemaakt door 1-dimensionale elementen die uit slechts twee knooppunten bestaan, zoals bundelelementen. 1D-analyse kan goed zijn om te kijken naar een vroege analyse van structuren die doorgaans ingewikkeld te modelleren zijn, zoals een carrosserie of casco. Het 1D-straalmodel kan ingenieurs helpen om de lichaamsdynamiek snel te beoordelen voordat de volledige geometrie klaar is voor een diepere analyse.

2D-analyse (schaalmodellen) Ingenieurs combineren de geometrie met tweedimensionale elementen zoals een vier- of driehoekselement voor dunwandige lichamen, zoals onderdelen gemaakt van plaatmetaal. Elementeigenschappen bepalen vervolgens de dikte van het schaalelement dat de oplosser zal gebruiken om spanning, spanningen en andere resultaten te berekenen. FEA-preprocessors hebben algoritmen die snel in elkaar grijpen, waarmee ingenieurs een shell-mesh op geometrie kunnen maken.

3D-analyse (solide modellen) Voor solide, dikke geometrie, zoals een motorblok, gebruiken ingenieurs solide driedimensionale elementen om de geometrie weer te geven. Tetra-, piramide- en hex-elementen worden overal in het vaste lichaam gecreëerd. FEA-preprocessors beschikken over de tools die ingenieurs nodig hebben om solid mesh-modellen te maken.

Multifysica FEA Modern FEA is meer dan alleen het afzonderlijk simuleren van een enkel natuurkundig domein. Tegenwoordig is FEA veel multidisciplinair geworden door ingenieurs in staat te stellen verschillende fysica aan elkaar te koppelen, zoals vloeistofstructuurinteractie (FSI), thermisch-mechanische simulatie, multibodydynamica met structurele op FE gebaseerde flexibele lichamen, elektromechanisch-thermische en meer. Multifysische simulatie is van fundamenteel belang in steeds complexere producten die holistische domeinoverschrijdende engineering vereisen om maximale prestaties te bereiken.

Ontdek FEA-gerelateerde producten

Probeer FEA-software gratis

Simcenter 3D software beelden die een simulatiemodel van een tractorontwerp weergeven.

Simcenter 3D-proefversie

  • Zet CAD-geometrie snel om in bruikbare geometrie voor simulatie
  • . Combineer
  • en los uw modellen op efficiënte wijze op voor structurele analyse om inzicht te krijgen in de ontwerpprestaties
  • .
  • Update het simulatiemodel snel met Simcenter 3D software om wijzigingen te ontwerpen, zodat u binnen enkele seconden opnieuw kunt simuleren

Veelgestelde vragen

Meer informatie

Kijken

Webinar op aanvraag | Hergebruik van oude eindige elementengegevens om modellen op systeemniveau te creëren

Webinar op aanvraag | Scheepsontwerp stroomlijnen

met simulatie en gegevensbeheer

Luister

Lezem