Obliczenia numeryczne
Obliczenia numeryczne stanowią jeden z etapów projektowania wirtualnego i wykorzystują metodę elementów skończonych (MES), która polega na odejściu od ciągłego modelu konstrukcji na rzecz jej podziału na skończoną liczbę elementów, zwanych elementami skończonymi.
Obliczenia numeryczne umożliwiają przeprowadzenie wirtualnej (cyfrowej) weryfikacji:
- poprawności doboru surowców (w oparciu o dane dotyczące gęstości i modułu Younga surowca)
- poprawności doboru kształtu i wymiarów poszczególnych elementów konstrukcji
- wytrzymałości poszczególnych elementów, podzespołów, zespołów konstrukcji
- sztywności poszczególnych elementów, podzespołów, zespołów konstrukcji
- wartości przemieszczeń (ugięć) i odkształceń elementów, podzespołów, zespołów konstrukcji
- rozkładu map naprężeń zredukowanych, normalnych lub stycznych na powierzchni oraz wewnątrz elementów (także spoin klejowych czy spawów)
i to wszystko już na etapie projektu – wystarczy tylko opracować model 1D, 2D lub 3D konstrukcji w jednym z programów pakietu typu CAD (np. AutoCAD, TopSolid, SolidWorks, Autodesk Inventor itp.) i poddać go wirtualnemu obciążeniu zewnętrznemu (w postaci siły skupionej, siły rozłożonej na określonej powierzchni, ciśnienia) lub wymuszeniu przemieszczenia. W przypadku braku modelu w wersji cyfrowej służymy pomocą w opracowaniu takiego modelu na podstawie dostarczonych szkiców/rysunków technicznych.
Po przeprowadzeniu obliczeń numerycznych uzyskane wyniki przedstawiane są w formie raportu. Raport z przeprowadzonych badań zawiera najczęściej* takie elementy, jak:
- temat badań
- metodyka badań
- wyniki badań i ich analiza (forma tabelaryczna i graficzna w postaci bitmap)
- wnioski
- pieczęcie i podpis eksperta
* raporty mogą różnić się pod względem treści ze względu na specyfikę konstrukcji będącej przedmiotem obliczeń numerycznych
Raport z przeprowadzonych obliczeń numerycznych może pomóc w:
- weryfikacji poprawności zaprojektowanej konstrukcji
- identyfikacji słabych lub mocno obciążonych miejsc konstrukcji
- zrozumieniu przyczyn uszkodzeń powstających w realnym obiekcie
- „odchudzeniu” przeprojektowanej konstrukcji
- wybór odpowiedniego materiału (surowca) dla danej konstrukcji (elementu)