מה זה אנליזות אלמנטים סופיים?

14 באוגוסט 2023 | מאת: | מאמרים בקטגוריה הנדסה

אנליזות אלמנטים סופיים (FEA) היא שיטה ממוחשבת לניבוי האופן שבו מוצר מגיב לכוחות אמיתיים, רטט, חום, זרימת נוזלים והשפעות פיזיות אחרות. אנליזות אלמנטים סופיים מראה אם מוצר יישבר, יישחק או יעבוד כמו שהוא תוכנן. זה נקרא אנליזה, אבל בתהליך פיתוח המוצר משתמשים בו כדי לחזות מה עומד לקרות כאשר נעשה שימוש במוצר

התפיסה הבסיסית של FEA היא לחלק אובייקט בעולם האמיתי למספר גדול של אלמנטים סופיים, צורות קטנות ופשוטות שניתן לנתח בנפרד, אך יחד מייצגות את האובייקט האמיתי. ליסודות אלה מגדירים קשרים מתמטיים בין נקודות הצמתים של היסוד, שבהן תגובת היסוד ידועה, לבין המצב הפנימי של היסוד של מתח ומתח.

תוכנת FEA משמשת לפתרון הבעיה באופן מתמטי, תוך שימוש באלגוריתמים מורכבים כדי לחשב את ההתנהגות של כל אלמנט וכיצד הם מתקשרים זה עם זה. תוצאות האנליזות מוצגות לאחר מכן בצורה של גרפים וגרפים, שניתן להשתמש בהם כדי להבין את התפלגות הלחצים, המתחים וכמויות אחרות בתוך המבנה או הרכיב.

איפה משתמשים באנליזות אלמנטים סופיים?

האנליזה משמשת בתעשיות רבות, כולל תעופה וחלל, רכב, הנדסה אזרחית, הנדסת מכונות והנדסה ביו-רפואית. ניתן להשתמש בה כדי לנתח מגוון רחב של מבנים, כולל מבנים, גשרים, מכונות, כלי רכב ואפילו מערכות ביולוגיות. כמה דוגמאות כוללות:

  • הנדסת מבנים: השיטה מיועדת לאנליזות התנהגות של מבנים, גשרים ומבנים אחרים בעומסים ותנאים שונים, כגון רוח, רעידות אדמה ומשקל.
  • הנדסת מכונות: באמצעות השיטה אפשר לבצע אנליזות התנהגות של מכונות ומערכות מכניות, כגון גלגלי שיניים, צירים ומנועים, בעומסים ובתנאים שונים.
  • הנדסת תעופה וחלל: FEA משמשת לאנליזות התנהגות של מטוסים וחלליות, כולל השפעות האווירודינמיקה, עומסים תרמיים ורעידות על המבנה.
  • הנדסת רכב: אנליזת אלמנטים סופיים היא תנאי לבדיקת התנהגות כלי רכב, כולל ההשפעות של עומסי ריסוק, רעידות ועומסים תרמיים על המבנה.
  • הנדסה ביו-רפואית: FEA משמש לאנליזות התנהגות של מערכות ביולוגיות, כגון עצמות ורקמות, בעומסים ובתנאים שונים.
  • הנדסה אזרחית: אפשר לבדוק את אנליזות ההתנהגות של אדמה, סלע וחומרים גיאוטכניים אחרים, ולתכנון ואנליזות יסודות, קירות תמך ומבנים תת-קרקעיים אחרים.
  • מערכות אנרגיה וכוח: FEA משמש לאנליזות ההתנהגות של תחנות כוח, טורבינות רוח ומערכות אנרגיה אחרות בעומסים ובתנאים שונים.
  • מוצרי צריכה: בדיקת עומס למוצרי צריכה כגון סמארטפונים, מחשבים ניידים ומכשירים אלקטרוניים אחרים.

מה היתרונות של אנליזות אלמנטים סופיים?

ניתן להשתמש באנליזות כדי לנתח מבנה או מערכת במהירות, ולהפחית את הזמן והעלות הנדרשים להשלמת האנליזות. כמו כן, אפשר לייעל עיצוב ולהפחית את מספר האבטיפוס הפיזי הנדרש, וכתוצאה מכך לחסכון בעלויות. 

בטווח הארוך, ניתן להשתמש ב-FEA כדי לנתח את הבטיחות והאמינות של מבנה או מערכת, לזהות נקודות כשל פוטנציאליות ולאפשר תכנון של מבנים בטוחים וחזקים יותר.

סגור לתגובות על מה זה אנליזות אלמנטים סופיים?

מאת:

פרסם באתר כ - 104 מאמרים.

.

דילוג לתוכן