امروزه استفاده از تحلیل اجزا محدود (FEA) در طراحی و تولید محصولات مهندسی و گسترش آنها بخشی جدا نشدنی در روند مهندسی از ایده تا تولید می باشد. تحلیل از طریق اجزا محدود در صنایعی چون خودروسازی، هوا فضا، پزشکی و ابر سازه ها استفاده میشود. در همه ی صنایع استفاده از FEA شامل سه فاز اصلی می باشد:

  • پیش پردازش
  • حل مسئله
  • پس پردازش

در هنگام استفاده از نرم افزارهای FEA مراحلی کلی زیر می بایست طی شود که در همه آنها یکسان است:

  • طراحی یا وارد کردن مدل CAD در نرم افزار
  • انتخاب نوع ساختار طراحی اعم از یک، دو یا سه بعدی. بستگی به نیاز
  • انتخاب نوع متریال محصول
  • مش بندی قطعه بر اساس نوع ساختار طراحی
  • افزایش یا کاهش کیفیت مش بندی و رفع خطاهای آن
  • انتخاب نوع تحلیل مثل استاتیک، دینامیک، حرارتی یا ترکیبی
  • اعمال شرایط مرزی شامل نیرو، گشتاور، دما و…
  • انجام شبیه سازی
  • گرفتن خروجی از نتایج

تحلیلگر نرم افزارهای FEA از طریق حل معادلات عددی، محصول را آنالیز میکند. تحلیل نهایی نرم افزار و مقدار عدد بدست آمده بستگی به نوع متریال محصول، شرایط مرزی و کیفیت طراحی دارد.

fea

چرا استفاده از تحلیل اجزا محدود مهم است؟

تقریبا 20 دلیل وجود دارد مبنی بر اینکه استفاده از FEA در طراحی مهندسی اهمیت دارد:

  1. بهبود عملکرد قطعات موجود و یا جدید
  2. کاهش هزینه ساخت و طراحی
  3. کاهش تعداد آزمایشات فیزیکی روی محصول
  4. افزایش سرعت ساخت محصول و وارد شدن آن به بازار
  5. ایجاد شدن زمینه برای بهینه سازی محصولات در هنگام انتخاب نوع متریال
  6. استفاده از معادلات و محاسبات متنوع
  7. طراحی موثر محصول با شناخت کافی از زمینه استفاده از آن
  8. کاهش اتلاف متریال
  9. بهینه سازی توپولوژی و وزن محصول بدون کاهش ایمنی
  10. تصمیم گیری بهتر برای ساخت محصول با بدست آوردن اطلاعات جامع و ارزشمند
  11. تولید محصول با سرعت و کیفیت بیشتر
  12. خارج نشدن از الزامات قانونی و قراردادی در طراحی و تولید محصول
  13. بدست آوردن تاییدیه و اعتبارسنجی های محصول با سرعت بیشتر بصورت محلی یا جهانی
  14. بهبود امنیت محصول
  15. بهبود عملکرد محصول در برابر ارتعاشات فیزیکی
  16. شناخت رفتار محصول در دنیای واقعی با اعمال شرایط مرزی مختلف
  17. افزایش رضایت مشتری
  18. گستره زیاد در استفاده از FEA از کامپیوتر های رومیزی تا ابر رایانه ها
  19. امروزه FEA ابزاری یکپارچه در نرم افزارهای CAD می باشد
  20. یافتن عمر مفید محصول و ایجاد ضمانت معتبر در هنگام فروش محصول

تحلیل اجزا محدود یکی از ابزارهای مهم مهندسی به منظور افزایش کیفیت محصولات می باشد. در حال حاضر FEA برای آزمایش مجازی قطعات و بهبود کیفیت آنها بکار میرود تا زمان لازم برای تولید محصولات صنعتی و ورود آنها به بازار کاهش یابد.