FEA simulace pro optimalizaci návrhu a snížení rizik
Jako přední poskytovatel FEA konzultačních služeb a důvěryhodní odborníci na metodu konečných prvků (MKP) dodáváme vysoce kvalitní simulace přizpůsobené skutečným inženýrským problémům. Naši zkušení konzultanti a inženýři využívají pokročilé nástroje k poskytování praktických a využitelných poznatků napříč odvětvími.
Ať už potřebujete strukturální analýzu, tepelné studie nebo dynamické simulace, naše FEA služby vám pomohou zvýšit bezpečnost, výkon a efektivitu produktu — od rané fáze vývoje až po finální ověření.
Přehled služeb
Naše MKP inženýrské služby pokrývají široké spektrum aplikací — od lineárních statických analýz až po složité nelineární dynamické simulace. Jako specializovaná FEM konzultační firma nabízíme simulace na míru, které podporují váš návrhový proces, snižují rizika vývoje a urychlují uvedení produktu na trh.
FEM simulační služby pro každé odvětví
Statika konstrukcí a pevnostní analýza
DESIGNTEC poskytuje služby provádění statických FEM analýz zákazníkům, kteří potřebují statický návrh složitých konstrukcí, kde standardní technologie mohou být nedostatečné pro popis a vysvětlení podmínek a chování stavební konstrukce nebo strojního zařízení.
FEM analýzu lze efektivně využít ke zkoumání strukturální integrity jednotlivých součástí i chování celé konstrukce v provozních a extrémních podmínkách. Statickou analýzu konstrukce lze použít pro návrh dle mezních stavů nebo pro pokročilé modelování chování skutečné konstrukce v extrémních zatěžovacích podmínkách, kde nelineární chování konstrukčních prvků hraje zásadní roli. V takových případech nelineární analýza umožňuje nahlédnout a lépe pochopit možné mechanismy poruch a pomáhá při návrhu vedoucím ke zlepšení vlastností konstrukce.
Při simulaci lze zohlednit mnoho fyzikálních aspektů:
- Geometrické nelinearity (zohlednění geometrické tuhosti, výpočty za předpokladu velkých přemístění).
- Nelinearity materiálů (kovy, plasty, pryže, pěny, kompozity, tekutiny, železobeton, vláknobeton, dřevo, zeminy a horniny). Kompozitní lamináty s definicí vlastností vrstev.
- Rozsáhlé modely porušování. Materiálové vlastnosti závislé na čase, rychlosti zatěžování a teplotě.
- Nelineární chování kontaktů.
- Delaminace, vznik a šíření trhlin.
- Lineární a nelineární analýza stability se zahrnutím výrobních imperfekcí.
- Tečení a smršťování materiálu.
Existuje celá řada aplikací:
- Lineární a nelineární analýza stavebních a strojních konstrukcí.
- Statická analýza svařovaných (Eurokód EC3, FKM norma) a šroubovaných (FKM norma, norma VDI, SpaceBolt / A-Bolt) konstrukcí.
- Analýza interakce mezi zeminou a konstrukcí.
- Simulace nelineární odezvy materiálů, konstrukcí a strojů.
- Posouzení mezního stavu a stavu použitelnosti ocelových a železobetonových konstrukcí na základě FEM analýzy, simulace experimentálních zkoušek.
- Geomechanické a geotechnické simulace.
- Nelineární chování železobetonu a betonu vyztuženého vlákny.
- Stabilita skalních/zemních svahů (metody mezní rovnováhy, spojité a diskrétní numerické metody).
- Analýza postupné výstavby (pozemní stavitelství, geotechnika atd.).
- Nadzemní a podzemní zásobníky a nádrže.
- Posuzování statické bezpečnosti stavebních konstrukcí vystavených požáru.
Dynamická analýza konstrukcí a strojů
Díky hlubokému pochopení chování konstrukce při dynamickém zatížení je možné dosáhnout zlepšení provozní účinnosti výrobku a snížit pravděpodobnost poruch, odstávek a minimalizovat tak náklady na údržbu. Analýzu vibrací na základě MKP výpočtu lze efektivně využít k vyhodnocení dynamických charakteristik strojů a konstrukcí před jejich výrobou nebo k řešení problémů instalovaných systémů.
Dynamická analýza konstrukce umožňuje zabránit rezonančním účinkům zatížení a nadměrným vibracím konstrukce ve fázi návrhu. Pro zajištění strukturální integrity a provozuschopnosti všech konstrukčních prvků na základě výpočtu navrhujeme tlumiče a omezovače kmitání, pasivní izolátory vibrací a aktivní systémy regulace vibrací. Dále lze simulaci náhodných dynamických podmínek, jako je silný vítr, zemětřesení, náraz vozidla/letadla nebo výbuch, použít k vyšetřování strukturální integrity během takových katastrof.
Poskytujeme služby v oblasti strukturální analýzy od jednoduché modální analýzy až po komplexní nelineární analýzu přechodových jevů.
V závislosti na fyzikálním problému existuje více možností analýzy:
- Analýza vlastních frekvencí a vlastních tvarů kmitu.
- Harmonická analýza (rezonanční problémy).
- Dynamická analýza lineárních a nelineárních systémů v časové oblasti (náhodné buzení, impulsy, pohyblivá zatížení atd.).
- Analýza lineárních spekter odezvy (jednobodová a vícebodová spektra).
- Nelineární explicitní dynamika (krátké časové děje jako náraz, pád, havárie a výbuch).
- Náhodné vibrace a PSD (hustota výkonového spektra).
- Zpracování signálu (DFT, FFT, filtrování)
Existuje celá řada aplikací:
- Analýza vibrací způsobených rotujícím zařízením za provozních podmínek, při spouštění a vypínání stroje.
- Konstrukce vystavené zatížení větrem (konstrukce s nosnými kabely, membránové střechy, věže a stožáry, vícepodlažní budovy).
- Interakce kapaliny s konstrukcí a vibrace vyvolané prouděním (čerpadla, potrubní systémy, skladovací zařízení).
- Seizmické inženýrství.
- Analýza poruch, únavy a provozuschopnosti součástí strojů, ložisek, plošin, podlah, připojených potrubních systémů, elektronických zařízení a dalších pomocných zařízení.
- Řešení problémů spojených s vibracemi konstrukcí (úprava zdroje a přenosu vibrací nebo hmotnosti/tuhosti konstrukce, návrh pasivních a aktivních systémů řízení vibrací, izolace proti vibracím).
- Návrh základů a analýza podloží pro rotační, pístové a rázové stroje.
- Systémy řízení vibrací pro pohodlí lidí, citlivá zařízení a přesné výrobní procesy.
- Seismický návrh zařízení a strojních systémů.
- Dynamická analýza rotorů.
- Dynamika tuhých a poddajných těles.
Posuzování konstrukcí a strojních komponent
Únosnost a použitelnost nově vyvinutých konstrukcí, zařízení, dílů a součástí se musí vypočítat, vyhodnotit a ověřit podle normalizovaných postupů a v souladu s kritérii a požadovanými úrovněmi bezpečnosti definovanými v normách.
Základem pro posuzování a ověřování únosnosti jsou napětí vyplývající z různých zatěžovacích stavů a jejich vzájemných kombinací, které jsou rovněž uvedeny v normách a standardech. Výpočty napětí se převážně provádějí pomocí FEM analýz, protože tento přístup umožňuje analyzovat složité geometrie a provozní podmínky.
Posuzování a ověřování se týká nejen stavů napjatosti souvisejících s trvalým stavem deformace, resp. lomu, ale také únavové životnosti, tj. ověření únavové životnosti.
Rozhodujícími konstrukčními prvky, které vyžadují zvláštní posouzení a ověření, jsou šroubové a svarové spoje (zkontrolujte A-Bolt).
V mnoha našich projektech jsme jako základ pro posouzení pevnosti a únavy použili následující normy a standardy:
- spektrum Eurokódů a norem DIN
- FKM-Richtlinie
- VDI 2230, ECSS-HB-32-23
- ČSN and další
Proč si vybrat naše konzultanty pro MKP analýzy?
15 let
simulací v sw ANSYS
200+
úspěšně dokončených projektů
30+
zákazníku v Německu a Rakousku
Důvěřují nám společnosti jako ta Vaše
Uvažovali jste o využití numerických simulací, které by vám pomohly s postupem projektu?
Naši FEA konzultanti vás podpoří napříč různými odvětvími i fyzikálními oblastmi — od strukturálních přes tepelné až po dynamické simulace. Pomáháme vám návrh ověřit, optimalizovat a výrazně urychlit jeho vývoj.
Metoda Konečných prvků (MKP) – nástroj pro optimální a bezpečný design
MKP analýzy a numerické simulace tvoří nedílnou součást procesu vývoje výrobků a konstrukcí v různých průmyslových odvětvích. Přínosy analýzy metodou konečných prvků:
- prokázat a posoudit strukturální integritu, únavovou životnost a trvanlivost před zahájením výroby,
- rozšířit znalosti o odezvě konstrukce za reálných podmínek,
- minimalizovat náklady na materiál a maximalizovat výkonnost výrobku (virtuální vývoj výrobku),
- zkrátit dobu návrhu výrobku a dobu uvedení na trh,
- snížit náklady na výrobu a testování fyzických prototypů.
Analýza konečných prvků (MKP), která se v inženýrských oborech uplatňuje při řešení širokého spektra složitých úloh, je nástrojem používaným pro hodnocení konstrukcí a systémů, který poskytuje přesnou předpověď odezvy konstrukce a jejich součásti vystavené podmínkám zatížení a poskytuje esenciální informace k prokázání spolehlivosti i trvanlivosti výrobku nebo konstrukce.
Použití moderních simulací na bázi MKP výrazně pomáhá při minimalizaci výrobních nákladů, zlepšování vlastností výrobku nebo konstrukce, a tím i při udržování a zvyšování konkurenceschopnosti výrobního procesu.
Související témata
-
Únavová životnost
DESIGNTEC helps you to predict and asses fatigue damage of your structures or products in accordance with applicable norms and industrial standards -
Virtuální vývoj výrobků & optimalizace
Kombinace aplikací metody konečných prvků a optimalizačních technik pro vaše úspory nákladů a zlepšení vlastností produktu.