Wat is een FEM-analyse?
Een FEM-analyse geeft inzicht in het gedrag van constructies onder belasting en helpt ontwerpen te optimaliseren voor veiligheid, efficiëntie en kostenbesparing.
Wat is een FEM-analyse?
Een FEM-analyse is een rekenmethode waarmee technische ontwerpen en constructies nauwkeurig worden geanalyseerd. FEM staat voor Finite Element Method. Deze methode wordt gebruikt om de sterkte, stijfheid en vervorming van onderdelen of complete constructies te beoordelen. Het is een onmisbaar hulpmiddel in sectoren zoals werktuigbouwkunde, civiele techniek, luchtvaart en offshore.
Met een FEM-analyse kan al in de ontwerpfase worden bepaald hoe een ontwerp zich gedraagt onder verschillende belastingen. Denk aan krachten, druk, temperatuur of trillingen. Hierdoor kunnen fouten vroegtijdig worden opgespoord en kan het ontwerp worden geoptimaliseerd voordat het in productie gaat.
De Finite Element Method uitgelegd
De Finite Element Method is een wiskundige techniek waarmee complexe constructies worden opgedeeld in een groot aantal kleine elementen. Het is vaak niet mogelijk om het gedrag van een volledige constructie in één keer door te rekenen. Voor kleine elementen kan dit wél met bekende wiskundige vergelijkingen. Door alle elementen samen te voegen, ontstaat een model dat het gedrag van het complete object kan beschrijven.
Dit model kan worden belast met bijvoorbeeld krachten of temperatuurveranderingen. Zo wordt zichtbaar waar spanningen en vervormingen optreden. De resultaten helpen te beoordelen of een constructie veilig is, waar versterking nodig is of waar materiaal kan worden bespaard.
Wat is het doel van een FEM-analyse?
Het doel van een FEM-analyse is om vooraf inzicht te krijgen in hoe een constructie of onderdeel zich gedraagt onder belasting. Door een ontwerp virtueel door te rekenen, kunnen risico’s zoals materiaalbreuk, doorbuiging of spanningsconcentraties worden opgespoord voordat het product wordt gebouwd of geproduceerd. Hiermee wordt de betrouwbaarheid van een ontwerp vergroot en kunnen onnodige kosten of faalkosten in een later stadium worden voorkomen.
Een FEM-analyse maakt het mogelijk om ontwerpkeuzes op basis van laboratorium testen of prototypes te onderbouwen. Dit is niet alleen belangrijk voor de veiligheid en levensduur van een product, maar ook voor het voldoen aan normen en eisen binnen een project. In veel gevallen wordt een FEM-analyse ook gebruikt om een ontwerp te optimaliseren, bijvoorbeeld door materiaal te besparen zonder in te leveren op sterkte.
Toepassingen van FEM-analyses
FEM-analyses worden toegepast in veel technische vakgebieden. Enkele voorbeelden zijn:
- In de machinebouw worden onderdelen doorgerekend op sterkte en vermoeiing.
- In de civiele techniek worden bruggen en staalconstructies gecontroleerd op belasting.
- In de automotive en luchtvaartsector wordt het ontwerp geoptimaliseerd voor gewicht en veiligheid.
- In de offshore-industrie worden drukvaten, funderingen en boor constructies geanalyseerd.
- In productontwikkeling worden kunststof en composiet onderdelen getest op vervorming en belastbaarheid.
De inzet van een FEM-analyse zorgt voor beter onderbouwde ontwerpbeslissingen in iedere fase van het ontwikkelproces.
De voordelen van een FEM-analyse
Een FEM-analyse levert waardevolle inzichten op en biedt meerdere voordelen:
- De methode geeft een zeer nauwkeurig beeld van spanningen en vervormingen in een ontwerp.
- Door problemen vroegtijdig te signaleren, kunnen fouten worden voorkomen en kosten worden bespaard.
- De constructieve veiligheid kan al in een vroeg stadium worden gewaarborgd.
- Er kan efficiënter met materiaal worden omgegaan, wat leidt tot lichtere en goedkopere ontwerpen.
- Verschillende ontwerpvarianten kunnen snel met elkaar worden vergeleken.
Deze voordelen maken FEM een waardevol instrument bij technische productontwikkeling, ontwerpvalidatie en constructieve toetsing.
Wanneer is een FEM-analyse nodig?
In de praktijk is een FEM-analyse vooral nuttig in de volgende situaties:
- Wanneer een ontwerp complexe belastingen moet doorstaan.
- Als de geometrie van een onderdeel moeilijk is te berekenen met handmatige methodes.
- Wanneer nieuwe of samengestelde materialen worden toegepast.
- Als het ontwerp moet voldoen aan specifieke normen, eisen of certificeringen.
- Bij vermoeiingsbelasting, bijvoorbeeld bij draaiende machines of voertuigen.
Ook bij vernieuwende ontwerpen of wanneer veiligheid en betrouwbaarheid extra belangrijk zijn, is een FEM-analyse aan te raden.
FEM-analyse laten uitvoeren door HIH Engineering
HIH Engineering is gespecialiseerd in het uitvoeren van FEM-analyses voor uiteenlopende toepassingen. Wij helpen bedrijven bij het toetsen, optimaliseren en valideren van hun constructies, machines en producten.
Waarom samenwerken met HIH?
- We beschikken over ruime ervaring en inhoudelijke kennis van materiaalkunde en constructies.
- Onze analyses worden uitgevoerd met professionele FEM-software zoals ANSYS en SolidWorks Simulation.
- We denken mee met de klant en leveren begrijpelijke rapportages met duidelijke conclusies.
- Door onze efficiënte werkwijze kunnen we snel schakelen en korte levertijden bieden.
Wij ondersteunen zowel bij eenmalige analyses als bij doorlopende ontwikkeltrajecten. Of het nu gaat om een constructieberekening zoals vermoeiingsanalyse of optimalisatievraagstuk, je kunt rekenen op een betrouwbaar resultaat.
Meer weten? Bekijk onze pagina over FEM-diensten voor meer informatie.
Veelgestelde vragen
Wat kost een FEM-analyse?
De kosten zijn afhankelijk van de complexiteit van het model, het aantal belastingsgevallen en de gewenste diepgang van de rapportage. Op basis van de projectgegevens maken we altijd een offerte op maat.
Welke informatie is nodig om te starten?
We hebben een 3D-model nodig van het object, meestal in STEP- of IGES-formaat. Daarnaast vragen we naar de materiaaleigenschappen, belastingen en randvoorwaarden.
Welke software gebruiken jullie?
We gebruiken onder andere ANSYS en SolidWorks Simulation. De keuze hangt af van het type project en de gewenste analyse.
Wat is de gemiddelde doorlooptijd?
Voor standaard analyses varieert de doorlooptijd van enkele werkdagen tot twee weken. Bij complexere projecten stemmen we de planning af in overleg.
FEM-analyse aanvragen?
Wil je weten of jouw constructie voldoet aan de gestelde eisen? Of zoek je zekerheid over de sterkte en veiligheid van een productontwerp? Neem contact op met HIH Engineering. Wij leveren heldere analyses die technische keuzes onderbouwen.
Vraag vandaag nog een vrijblijvende offerte aan of neem contact met ons op voor meer informatie.
Ga terug