Komplex tervezés? Drága prototípusok? Nem vagy egyedül. Ezek gyakori dilemmák a piezo anyagokat használó aktív mechanikai rendszerek tervezésekor.
Kezdjük az alapvető tervezési ciklusokkal…
Létezik néhány hagyományos stratégia a fejlesztési ciklus idejének és költségének kezelésére. Az iteratív vagy próba és hiba prototípuskészítés olyan alapvető mérnöki stratégia, amelyben a prototípusok sorozatának tervezése, építése és értékelése iteratív formátumban történik, ahol minden iteráció az előző javítási kísérlete. Sajnos ez költséges és nagyon időigényes lehet. A tervezett kísérletek, amelyek előre megtervezett prototípusokat foglalnak magukban a változók széles skáláját lefedve, együtt készülnek és értékelnek, hogy megjósolják a terméktervezés ideális jellemzőkészletét. Bár ez a stratégia némi időt takaríthat meg a prototípusok párhuzamos formátumú kiértékelésével, nagyon költséges lehet a szükséges prototípusok nagy számának előállítása és értékelése.
Mi az a végeselem-elemzés (FEA)?
A végeselem-elemzés szimuláció egy fejlett mérnöki stratégia, amely szoftverprogramokat használ a potenciális tervezés fizikai alapú számítások segítségével történő elemzésére. Ez lehetővé teszi a mérnök számára, hogy „virtuálisan” elemezzen több tervet, amíg az összes tervezési követelmény nem teljesül. Ezen a ponton csak nagyon korlátozott számú iteratív tervezési változtatásra lehet szükség a végső terv eléréséhez. A FEA-szimulációk értékes időt és prototípus-készítési költségeket takarítanak meg azáltal, hogy a fizikai prototípusok mennyiségét a töredékére csökkentik annak, ami más fejlesztési stratégiák esetén lenne. A végeselem-elemzés szimuláció hátránya azonban, hogy a szoftver és a számítógépes hardver rendkívül költséges lehet.
Hogyan működnek a FEA szimulációk?
A végeselem-elemző (FEA) szoftver a Finite Element Method (FEM) nevű matematikai technikát alkalmazza, amint azt az alábbiakban ismertetjük. A 3D grafikus felületen modellezett fizikai tervezési geometria csomópontokra és elemekre (vagy pontokra és vonalakra) van felosztva. Ez a fizikai tervezést összetett „dróthálós” renderelésként jeleníti meg.
A csomópontokhoz és az elemekhez fizikai koordinátákat rendelünk, így nagy numerikus mátrix jön létre. Az anyagtulajdonságok és a kezdeti feltételek hozzárendelése a grafikus felület segítségével történik. A kívánt fizikát (piezoelektromosság, szerkezeti mechanika stb.) reprezentáló egyenletek generálódnak és kiszámíthatók. Az eredmény a szimulált geometria és feltételek előrejelzett fizikai viselkedése. Ez a megoldás utólagos feldolgozású, hogy grafikusan és mennyiségileg is ábrázolható legyen.
A PZT alkalmazások szimulált kimenetei általában a következők:
- Elmozdulás
- Mód alakzat
- Impedancia
- Szűrd le
- Feszültség
Ezek a példák csak a felszínt karcolják a FEA szimuláció lehetőségeinek. Az egyes elemek a jelátalakító részegységekhez és a teljes termékösszeállításokhoz szimulációval elemezhetők.
Az APC befektetéseket eszközölt FEA szimulációs szoftverekbe és hardverekbe. Ezek a beruházások már megkezdték az APC International belső támogatását, valamint az ügyfélélmény javítását technikai együttműködések révén. Az APC még mindig finomítja a szimuláció pontosságát a házon belül gyártott APC-anyagaink tényleges vizsgálati adatainak beépítésével. Bár még nem áll módunkban a modellezést fizetős szolgáltatásként kínálni, együttműködünk ügyfeleinkkel új terveken, új termékeken, sőt a meglévő termékek továbbfejlesztésén is. Ezen a területen tett erőfeszítéseink folyamatosan javítani fogják azon képességünket, hogy kivételes műszaki szolgáltatásokat és támogatást nyújtsunk ügyfeleinknek, és továbbra is hozzáadott értéket adjunk termékeinkhez és szolgáltatásainkhoz.
Kérjük, lépjen kapcsolatba az APC csapatával a FEA szimulációkkal kapcsolatos további információkért.
