Trifecta-banner met een laptop met het eindige-elementanalyse-model

Eindige-elementanalyse (FEA) | -methode (FEM) en modellering

Elk eindige-elementmodel vereist een gekalibreerd materiaalmodel voor elk te simuleren materiaal. Het technische ondersteuningsteam van 3M staat voor u klaar om uw vragen over modellering en simulatie te beantwoorden.

materiaalgegevenskaart aanvragen

Eindige-elementmethode: Ontwikkeling van cohesiezonemodellen voor 3M™ lijmen en tapes

  • Man aan een bureau
    Wat is eindige-elementanalyse?
    • Eindige-elementmodellering is een tool die ingenieurs in elke branche gebruiken bij productontwerp. Een ingenieur maakt met de eindige-elementsoftware een 3D-rendering van een assemblage en bepaalt welke materialen van belang zijn.

      Om simulaties te kunnen uitvoeren die de prestaties kunnen voorspellen, definieert het 3D-model de geometrieën van de onderdelen, hun relatie tot elkaar en hun materiaaleigenschappen. Deze eigenschappen zijn goed gedefinieerd voor metalen, kunststoffen en andere standaard technische materialen.

      CONTACT OPNEMEN


  • Eindige-elementanalyse voor de beoordeling van lijmverbindingen voor railvoertuigen

    In tegenstelling tot metalen zijn PSA's visco-elastisch en hun eigenschappen zijn frequentie- en temperatuurgevoelig. Dit vereist geavanceerde testen om gegevens te verkrijgen die de mechanische respons beschrijven onder verschillende belastingen, temperaturen, geometrieën, enz.

    3M bevindt zich in de unieke positie om deze frequentie- en temperatuurgevoelige materialen te kunnen karakteriseren en ze te kunnen leveren in een formaat dat compatibel is met veel software voor eindige-elementmodellering. Deze materiaalmodellen kunnen worden gebruikt om mechanisch gedrag te voorspellen in een eindige-elementanalyse.
    Conventionele mechanische eigenschappen, zoals de Young-modulus en de Poisson-verhouding, geven, zelfs wanneer ze bij relevante snelheden en temperaturen worden verkregen, het PSA-gedrag niet nauwkeurig weer. Daarom heeft 3M materiaalgegevenskaarten (MDC's - Material Data Cards) voor gangbare 3M-materialen ontwikkeld in een gebruiksklaar formaat voor tal van commercieel verkrijgbare FEA-softwaretoepassingen.

    Momenteel kunnen we een MDC aanbieden voor elke 3M PSA die compatibel is met Abaqus, ANSYS MAPDL, ANSYS Workbench en LS Dyna.


Paarse hero-banner met treintekening

Webinar Finite Element Analysis

3M-webinar voor leveranciers van rail-OEM's.

Van experimentele karakterisering tot computermodellering en -simulatie

MELD U AAN OM DIT WEBINAR TE BEKIJKEN
  • Eindige-elementmethode (FEM): Geavanceerde analyse van vermoeidheid en duurzaamheid

    Vaak kunnen uitdagende technische problemen niet worden opgelost met behulp van analyses, terwijl testen op echte componenten meestal veel tijd en geld kost of gewoon moeilijk is uit te voeren. Dit geldt vooral voor de structurele integriteitsbeoordeling van complete treinstellen, wagons of grote subonderdelen daarvan.

    Dankzij de toenemende computerprestaties kunnen nu numerieke simulatietechnieken, zoals de eindige-elementmethode (FEM), worden toegepast voor de oplossing bij benadering van technische problemen. De FEM is de meest gebruikte numerieke methode voor het oplossen van partiële differentiaalvergelijkingen met betrekking tot technische problemen die anders niet zouden kunnen worden opgelost. De FEM verdeelt een groot systeem in kleinere, eenvoudigere delen die eindige elementen worden genoemd. Het bestuderen of analyseren van een fenomeen met FEM wordt vaak eindige-elementenanalyse (FEA) genoemd.

    Tegenwoordig is FEA een gevestigde en essentiële analysetool voor technische berekeningen in vele disciplines binnen en buiten 3M. Door gebruik te maken van FEA in combinatie met passende vereenvoudigingen en aannames kunnen zelfs extreem complexe constructies zoals complete railvoertuigen, worden beoordeeld op hun structurele prestaties, integriteit en botsbestendigheid, zoals vereist door de industrienormen DIN EN 12633 (Structurele eisen aan de bakken van railvoertuigen) en DIN EN 15227 (Eisen aan de botsbestendigheid van bakken van railvoertuigen). Een andere belangrijke industrienorm die speciaal is bedoeld voor het verlijmen van railvoertuigen en onderdelen is de DIN 6701, zie [1], die uit vier delen bestaat. Het derde deel, DIN 6701-3, behandelt specifiek richtlijnen voor de constructie, het ontwerp en de beoordeling van lijmverbindingen op railvoertuigen.

    Een sterktebepaling van de lijm is vereist, die kan worden gedaan door middel van een FEA. In meer algemene zin maakt dit ook deel uit van de nieuwe norm DIN 2304-1, zie [2], die niet beperkt is tot de railindustrie. Dit alles is essentieel om de lijmverbindingstechnologieën voor de railindustrie te kunnen doorontwikkelen en om constructies met verschillende materialen en lichtgewicht ontwerpen mogelijk te maken, zoals onderzocht in het project ULWAK, waar 3M deel van uitmaakte, zie [3].

    Vanuit het oogpunt van computerefficiëntie is het mogelijk om de beoordeling van het hechtvermogen uit te voeren voor dikke (d.w.z. groter dan 1,5 mm) rubberachtige elastische verbindingen. Het is echter vrijwel onmogelijk om tegelijkertijd de beoordeling van het hechtvermogen voor dunne (d.w.z. kleiner dan 1,0 mm) verbindingen uit te voeren met een aanvaardbare elementresolutie over de dikte van de verbinding vanwege de enorme verschillen in afmetingen van de onderdelen van het railvoertuig en de diktes van de verbindingen. Een van de uitdagingen is het overbrengen van de belastingen en randvoorwaarden van het gehele systeem naar een kleiner subsysteem.


Groene hero-banner met de voorkant van de whitepaper

Whitepaper eindige-elementenanalyse

Klik hieronder om onze whitepaper over eindige-elementenanalyse te downloaden. De whitepaper is opgesplitst in 6 hoofdgebieden: Inleiding, tie-breaks, continuümmodellering, cohesiezonemodellering, modelvalidatie en conclusie.

DOWNLOAD NU HET FEA WHITEPAPER (PDF, 935KB)
  • Het definiëren van een passend materiaalmodel

    Een andere uitdaging is het definiëren van een geschikt materiaalmodel voor de lijm. Om betrouwbare resultaten te verkrijgen met behulp van FEA is het cruciaal om nauwkeurige modellen beschikbaar te hebben voor alle materialen die bij het vraagstuk betrokken zijn. Dergelijke materiaalmodellen, soms ook materiaalgegevenskaarten genoemd, beschrijven het mechanische gedrag van het echte materiaal en bevatten idealiter de belangrijkste fysieke effecten die zijn bepaald door geschikte testen en karakterisering van de materialen.

    Elk eindige-elementmodel vereist een gekalibreerd materiaalmodel voor elk te simuleren materiaal. Er kunnen verschillende technieken worden gebruikt om de benodigde materiaalparameters te bepalen. Al deze technieken vereisen experimentele testgegevens en de selectie van een geschikt materiaalmodel. Daarna volgt een procedure om uit de experimentele data de parameters voor het model te bepalen, namelijk het ijken, verifiëren en valideren van het model ten opzichte van experimentele data. De validatie kan worden gedaan op basis van een T-peltest of een enkele schuiftest. Na voltooiing presteert het model goed onder de aangenomen aannames.

    Het 3M-team voor wereldwijde technische ondersteuning staat voor u klaar om uw vragen over lijmkarakterisering, modellering en simulatie te beantwoorden. We hebben state-of-the-art test- en simulatiemogelijkheden ontwikkeld voor structurele en drukgevoelige lijmen waarmee we prestaties, schade, defecten, invloed op trillingsdemping (NVH) voor het verminderen van wielgeluid, zie [4], en vele andere toepassingen kunnen modelleren en voorspellen.


Oranje banner Inschrijven voor webinars

Inschrijven voor webinars

Klik op de onderstaande knop om u aan te melden voor onze Rail Industry Solutions webinars:

  • Nieuwe industrienormen en technologieën
  • Nieuwe ontwerpoplossingen voor de railindustrie
  • Maak kennis met de experts van ons 3M Rail Industry-team
MELD U AAN VOOR ONZE 3M RAIL INDUSTRY SOLUTIONS WEBINARS
Neem contact met ons op

We beantwoorden uw e-mail op werkdagen binnen 24 tot 48 uur.

Of u nu een vraag hebt over de uitdagingen bij uw railontwerpen, over producten, tests, prijzen, samples, distributeurs of iets anders, ons team staat klaar om uw vragen te beantwoorden. Neem contact op.

  • Wanneer u dit formulier indient, kan u via e-mail/telefonisch gecontacteerd worden door een 3M medewerker of door één van onze geauthoriseerde zakelijke partners waarmee wij uw gegevens mogelijk delen in overeenstemming met het privacybeleid van 3M.

  • Alle velden zijn verplicht, tenzij anders aangegeven.

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  • 3M takes your privacy seriously. 3M and its authorized third parties will use the information you provided in accordance with our Privacy Policy to send you communications which may include promotions, product information and service offers. Please be aware that this information may be stored on a server located in the U.S. If you do not consent to this use of your personal information, please do not use this system.

  • Verzenden Verzenden

Hartelijk dank voor uw verzoek.

Een van onze Rail Industry Solutions experts zal binnenkort contact met u opnemen.

Helaas.

Er ging wat fout. Probeer het later opnieuw.