Få kontroll over design før du lager den første prototypen

Hva skjer når du overbelaster designet ditt? Blir det bøyd, knekt eller knust? Holdbarhet er sentralt når du designer bærekraftige produkter. Finn ut hvorfor og få innsikt i hvordan SOLIDWORKS Simulation kan hjelpe deg med å lage bedre og mer bærekraftige design – du trenger bare å fortsette å lese.

Det er bra å ha kontroll over produktet du designer – og det er spesielt bra å ha kontroll over hva som skjer hvis det blir ødelagt. Ved å ha kontroll kan du sikre at de dyrebare komponentene i konstruksjonen din består, mens de billigere komponentene tar skaden i tilfelle overbelastning. Resultatet? Reservedeler kan skiftes ut til en lav kostnad – en vinn-vinn for sluttbruker, produktet ditt og deg.

Men akkurat hvordan tester du for overbelastning? Hvordan dokumenterer du det? Hvilke verktøy og prosesser må du forstå for å vite konsekvensen av designet ditt? Og sist, men ikke minst – hvordan unngår du overbelastning?

Dette er spørsmål jeg får ofte og som jeg vil svare på i de kommende avsnittene.

Produktkunnskap gir bedre kontroll

Vi kan vise og skape en bedre forståelse av hvor mye overbelastning produktet vårt tåler ved å teste vår SOLIDWORKS-geometri.

Når jeg snakker om å ha kontroll over et design, er nøkkelordet produktkunnskap. Jo tidligere du kan få kunnskap om materialer, styrker, svakheter osv. i designet ditt, jo raskere kan du få kontroll over produktet ditt og forventningene rundt det.

Med SOLIDWORKS Simulation kan du teste konstruksjonen din for belastning og overbelastning, og få svar på spørsmål som «hvor svikter produktet?», «hvor er de svakeste områdene?» og «hva er konsekvensen av overbelastning?».

35% av ingeniører tester ikke designene sine

Mattias Robertsson, Senior Territory Technical Manager hos SOLIDWORKS Corporation, holdt et webinar om simulering. Han lanserte en kjapp meningsmåling og spurte hvordan de deltakende ingeniørene kontrollerte «Sikkerhetsfaktoren» i designene. Han spurte spesifikt om hvordan de redegjør for overbelastning.

Resultatet ble følgende:

  • + 40% gjør manuelle beregninger for hånd
  • + 40% bruker 3D-simulering
  • Rundt 35% tester ikke i det hele tatt
  • + 25% gjør fysiske tester

“Sikkerhetsfaktor”:
En sikkerhetsfaktor (FoS) uttrykker hvor mye sterkere et system er enn det må være for en tiltenkt belastning. Mange systemer er med vilje bygget mye sterkere enn nødvendig for normal bruk for å gi rom for nødsituasjoner, uventede belastninger, misbruk eller degradering. (Kilde: Wikipedia)

Mange av deltakerne brukte en eller flere av metodene nevnt ovenfor, men flere testet ikke «Sikkerhetsfaktoren» i designet i det hele tatt. Dette kan bli dyrt hvis et ikke-bærekraftig design går hele veien til prototype, eller til og med produksjon.

Hvordan «Sikkerhetsfaktoren» beregnes (merk at respondentene kan bruke flere metoder)

Jeg vet ikke om du er like overrasket over dette som meg, men i beste fall er de erfarne når det gjelder deres produktdesign og at de derfor (forhåpentligvis) er bærekraftige.

Mer enn bare et bærekraftig produkt

Hva om du kunne spare bedriften for masse penger ved å redusere mengden materiale, og likevel lage et produkt som er bærekraftig?

La oss se nærmere på hvorfor du bør jobbe med «Sikkerhetsfaktor».

Hva kan du gjøre spesifikt for å forbedre designet ditt, og sikre at det kan overbelastes uten at det får alvorlige konsekvenser? Det er to måter å jobbe med overbelastning på:

  1. Motstå belastningen – du styrker de svake punktene, slik at alle komponenter eller områder av designet kan håndtere belastningen.
  2. Innebygde svakheter – du bestemmer hvilke komponenter eller områder i komponenter som må gå i stykker når de er overbelastet.

La oss se på et par eksempler fra den virkelige verden.

Motstå overbelastning? KOMPAN tok valget

For å sikre at en dumphuske på lekeplassen aldri blir ødelagt, designer KOMPAN den på en måte slik at den kan motstå belastningen fra mange barn. Faktisk vil den i noen tilfeller tåle belastningen til en haug med lekne voksne – bare i tilfelle.

Dette betyr at beregninger angående dumphuskens holdbarhet gjøres med en veldig høy «Sikkerhetsfaktor», slik at husken alltid skal kunne motstå belastningen.

KOMPAN er et dansk selskap som spesialiserer seg på lekeplassløsninger. Produktet deres produseres ikke bare med materialer av høy kvalitet, de oppfyller også de høyeste kvalitetsstandardene, og de har full kontroll over holdbarhet og sikkerhet.

Hvert år leker eller trener 150 millioner menensker over hele verden på en av KOMPANs lekeplasser eller treningssteder. Derfor er det av største betydning for KOMPAN å overholde de absolutt høyeste sikkerhetsstandardene for lekeplasser.

Et offentlig løfte fra KOMPAN går som følger:

“Vi går aldri på akkord med sikkerheten, og vårt materialvalg er av høyeste kvalitet når vi lager ekstremt holdbare og langvare løsninger for all slags vær”.

Reisen fra hoveddesignbeslutnigner og til praksis og hverdagsbruk er ikke lang, og det er derfor fornuftig at mantraet til designavdelingen deres handler om «Sikkerhetsfaktor» og beregning av belastninger for å sikre svært holdbare og trygge løsninger.

Innebygde svakheter? Bøy og brekk som du ønsker

Prinsippet bak denne metoden er følgende: I stedet for å bruke masse penger på å bytte dyre komponenter, bygger du inn en svakhet andre steder i konstruksjonen for å spare penger.

Et godt eksempel er propellen på en påhengsmotor. Her har designet en innebygd metallpinne som går i stykker før noe annet i konstruksjonen. Pinnen er en god løsning, for hvis den ikke ble bygget for å bryte, ville det bety at hele båten måtte snu hvis propellen traff noe i vannet – en mye større bekymring og en potensielt kostbar hendelse.

Dette prinsippet brukes også når du bygger flymotorer. Selve motoren er sikret på fire forskjellige steder, som alle går i stykker og lar motoren gå før vingen blir revet av. Dette betyr at flyet kan fly trygt videre, selv etter å ha mistet en motor. Så ikke bekymre deg hvis en motor faller av en dag du er ute og flyr – designet har tatt hensyn til nettopp dette.

 

En verktøykasse som gir svar

For at du skal få svar på alle relevante spørsmål du måtte ha om produktets bærekraft og holdbarhet, har SOLIDWORKS Simulation gjort det mulig for deg å teste forskjellige aspekter ved designet ditt før du lager den første prototypen. Aspekter som:

  • Spenning
  • Områder med lav spenning
  • Deformasjon
  • Sikkerhetsfaktor
  • Livstid (utmatting)
  • Naturlig frekvens

Med andre ord, verktøykassen i SOLIDWORKS Simulation gir deg et bedre og dypere innblikk i designet ditt – og innsikt gir bedre beslutninger!

Utover den nyttige verktøykassen får du også kontroll over viktige faktorer tidlig i designprosessen. Faktorer som:

  • Dimensjoner og størrelse
  • Møte spesifikasjonskrav
  • Ideer og konsepter
  • Designbeslutninger
  • Designforbedringer
  • Kvalitetsforbedringer
  • Kostnadsforbedringer

Det er mye mer ved virtuell testing og simulering, og jeg vil snart publisere mer informasjon om emnet. Hvis du ikke vil vente og har flere spørsmål nå, kan du gjerne kontakte oss og vi gir deg svar. Jeg vil også anbefale deg å melde deg på nyhetsbrevet vårt der du får tilgang til inspirerende videoer, blogginnlegg, verdifulle tips og triks, og mye mer.

 

Michael Thomson
Solution Manager

 

Ta kontakt