Kom i kontrol med dit design inden første prototype

Blotlæg svaghederne med styrkeberegning

Hvad sker der egentlig, hvis du overbelaster dit design ?

Bøjer det, knækker det eller knuses det?

Det er rart at være i kontrol med det produkt, man designer – særligt at være i kontrol med hvad der sker, hvis det går itu. For det betyder, at du kan sørge for, at det er de dyre dele i dine konstruktioner, der holder. Alt imens de billigere dele er dem, der fejler. Dermed kan disse dele udskiftes uden for mange omkostninger.

Er dette perspektiv på design-kontrol interessant for dig, så er det bare at læse videre. Så vil jeg give dig et indblik i, hvordan SOLIDWORKS Simulation kan hjælpe dig ned at nå frem til bedre design-beslutninger.

Ofte stillede spørgsmål når vi snakker overbelastning

  1. Hvordan tester jeg overbelastning?
  2. Hvordan dokumenterer jeg det ?
  3. Hvilke værktøjer og processer er jeg nød til at forstå for at kende konsekvensen af mit design ?
  4. Hvordan undgår jeg overbelastninger i designet ?

Svarene på disse spørgsmål vil jeg dykke ned i her i de kommende afsnit.

Produktkendskab giver bedre kontrol

Ved at teste vores SolidWorks-geometri kan vi virtuelt vise og skabe forståelse for, hvor og hvor meget vores design belastes. På den måde kan vi tage højde for overbelastning.

Når jeg taler om design-kontrol er nøgleordet produktkendskab.

Jo tidligere i procesen vi får kendskab til materialer, styrker, svagheder osv. i vores design, jo før har vi meget bedre kontrol over det, vi forventer af vores design.

Med SOLIDWORKS Simulation kan du teste din konstruktion for belastninger og overbelastninger. De ekstra og mere konkrete spørgsmål, der ofte følger de ovenstående, er følgende:

  1. Hvor fejler emnet?
  2. Hvor er de svageste områder?
  3. Hvad er konsekvensen ved overbelastning?

En værktøjskasse hvor der er tænkt på det hele

For at få svar på alle relevante spørgsmål du har til dit design, har SOLIDWORKS Simulation gjort det muligt at undersøge en masse ting på dine modeller.

Det gør du ved hjælp af værktøjer som:

  • Belastning (Stress)
  • Udbøjning (Deformation)
  • Lavt belastede områder (Low Stress Areas)
  • Sikkerhedsfaktor (Factor of Safety)
  • Levetid ved gentagen belastning (Lifetime (Fatigue))
  • Naturlig frekvens (Natural Frequency)

Med den værktøjskasse, der ligger i SOLIDWORKS Simulation, opnår du altså en meget bedre indsigt i dit design.

Indsigt fører til bedre beslutninger

Du får tidligt i processen mulighed for at blive klogere på og komme i kontrol med følgende vigtige ting:

  • Dimensioner og størrelser
  • Imødekomme kravsspecifikationer
  • Idéer og koncepter
  • Design-beslutninger
  • Design-forbedringer
  • Kvalitetsforbedringer
  • Omkostningsforbedringer

35% af brugere tester ikke deres designs

Tidligere i år afholdte Technical Manager og styrkeberegningsekspert Mattias Robertsson fra SolidWorks Corp. et webinar om Simulation. Her lavede han en hurtig meningsmåling blandt deltagerne om, hvordan de som brugere kontrollerer ”Factor of Safety” i deres designs, altså hvordan de tager højde for overbelastning.

Factor of Safety

“En sikkerhedsfaktor (FoS) er udtryk for, hvor meget stærkere et produkt er designet, end det behøver at være til den formålsbestemte belastning. Mange produkter er med vilje designet meget stærkere end nødvendigt til normal brug for at imødekomme nødsituationer, uventede belastninger, misbrug eller forringelse.”

Resultatet, han nåede frem til, var som følger:

  • +40% af brugere laver manuelle “håndberegninger”
  • +40% af brugere benytter 3D Simulation
  • Godt 35% af brugere tester ikke
  • +25% af brugere laver fysiske tests

Mange brugere benyttede en eller flere af ovenstående metoder – men rigtig mange tester altså slet ikke Factor of Safety i deres designs. Og det kan komme til at koste dyrt, hvis et uholdbart design når helt til prototype eller produktion.

Kilde: SolidWorks Corp.

Det er for mig overraskende, at så mange slet ikke kontrollerer deres design. Det må i bedste fald betyde, at de har erfaringer for, at det, de laver, holder. Og det er jo sådan set godt nok.

Men tænk nu hvis du kunne spare din virksomhed for mange penge ved at reducere materialemængde og stadigvæk lave et produkt, der holder.

I dette indlæg vil jeg kigge på, hvorfor du skal bruge ”Factor of Safety”. Nemlig så du kan få kontrol over, hvad der sker med dit produkt ved overbelastning.

Vi kigger på, hvad du skal gøre for at forbedre dit design, så det kan overbelastes, uden det har alvorlige konsekvenser.

Der er i princippet to måder at arbejde med overbelastning på:

  1. Modstå belastningen
    Du gør de svage steder stærkere, så parter eller områder i parter kan klare belastningen
  2. Indbygget svaghed
    Du bestemmer hvilke parter eller områder i parter, der skal gå i stykker under en given belastning

Lad os se på et par eksempler fra den virkelige verden.

Det er i dine hænder at modstå belastningen

For at være sikker på, at for eksempel en vippe på en legeplads altid holder, laves den, så masser af børn – ja i nogle tilfælde selv voksne menesker – kan hoppe rundt på den.

Det vil sige, at man regner på vippens holdbarhed med en meget høj ”Factor of Safety”, så vippen altid kan modstå belastningen.

Blandt vores kunder er KOMPAN, som har specialiseret sig i legepladsudstyr og -løsninger. Deres produkter er ikke blot produceret af materialer i høj kvalitet og opfylder de højeste kvalitetsstandarder – der er også helt styr på holdbarhed og sikkerhed.

Hvert år leger eller træner 150 millioner mennesker på en KOMPAN lege- eller sportsløsning på verdensplan. Derudover overholder KOMPANs legeløsninger en række internationale sikkerhedsstandarder for legepladser.

Vi går aldrig på kompromis med sikkerheden, og vores valg af materialer af højeste kvalitet skaber ekstremt holdbare løsninger, der holder længe i al slags vejr,” er løftet fra KOMPAN.

I deres designafdeling kender de derfor alt til Factor of Safety og styrkeberegning, så det er holdbare og sikre produkter, der kommer på markedet. Der er altså ikke langt fra design-beslutningernes principper til praksis og brug.

Indbygget svaghed: Knæk og bræk efter dit hoved

Her er princippet bag indbygget svaghed: For at spare penge på at udskifte dyre emner, indbygger du en svaghed et andet sted i konstruktionen.

Et godt eksempel er skruen på en påhængsmotor. Her har man lavet en stift, der brækker før noget andet går i stykker på konstruktionen. Det er heldigt, at stiften brækker, når skruen rammer noget i vandet, så det ikke er hele båden, der må vende rundt på skjoldet – eller det er dyre dele, der går i stykker.

En regning på 20 kr. i stedet for en regning på +11.000 k