De proef of de som? Computersimulaties als reëel alternatief voor fysieke testen. BPO, Alfard Jansen - 31 oktober 2006 RM symposium de toekomst nu

Transcriptie

1 De proef of de som? Computersimulaties als reëel alternatief voor fysieke testen Meten is weten Laboratorium tests zijn breed geaccepteerd Meten is weten 1

2 Meten is weten Laboratorium tests: Eenduidig en eerlijk vergelijken onder gelijke omstandigheden Meten is weten 1 test: 50 pagina s! 2

3 Meten is weten Laboratorium tests: Eenduidig en eerlijk vergelijken onder gelijke omstandigheden Weet wat je meet Werkelijkheid: Ieder mens is anders, Ieder mens doet anders 3

4 Weet wat je meet Testprotocol beschrijft standaard situaties, niet de werkelijkheid Weet wat je meet Werkelijkheid: Ieder mens is anders, Ieder mens doet anders 4

5 Meten is weten Voor serie/ massa producten volstaat een typekeuring Weet wat je meet RM producten zijn uniek, typekeur niet mogelijk 5

6 Weet wat je meet Fysiek testen op RM producten is duur omdat extra producten nodig zijn voor de test. Weet wat je meet Zonder product geen test mogelijk 6

7 Weet wat je meet Een idee kun je niet testen in een laboratorium Leren simuleren Vroeger trial & error + ervaring 1676 Hooke: Ut tensio sic vis (Vervorming is evenredig met kracht) 7

8 Leren simuleren 1943 Courant - Benaderde vliegtuigvleugel door vakwerk constructie, waardoor doorrekenen mogelijk werd Theorie door Clough van Finite Element Method Leren simuleren 1970 FEM Toepassingen voor Mainframe computers 1980 Mic rocomputers, pre- and postprocessors 8

9 Leren simuleren 1990 Complexere analyses op gangbare computers 2000 D esktop software voor elke ingenieur beschikbaar Leren simuleren Trial&Error / inzicht 9

10 Leren simuleren Handbe reke ning Leren simuleren FEM 10

11 Simuleren of doen alsof? garbage in = garbage out Correcte modelvorming Juiste rekenmethode Correcte materiaalgegevens Opvolging in de praktijk Simuleren of doen alsof? Matrijs ontwerp Machine instelling Geometrie Belasting Tijdsduur Temperatuur Materiaal eigenschappen Afsteuning 11

12 Simuleren of doen alsof? Matrijs model Analyses parameters CAD/FEM model Loadcases Algoritme Interpretatie Materiaal model Randvoorwaarden Simuleren of doen alsof? 12

13 Simuleren of doen alsof? Correcte modelvorming Juiste rekenmethode Correcte materiaalgegevens Opvolging in de praktijk Simuleren of doen alsof? Inklemming F = 1 [N] L b a L = 100 [mm] b = 10 [mm] a = 1 [mm] E = [MPa] I = (b*a^3)/12 Maximale ve rvorming = (F*L^3)/(3*E*I)=40 [mm] 13

14 Simuleren of doen alsof? Model Handbe reke ning Auto-meshing (tetra4) Mid-plane (quad4) uitwijk ing 40 [mm] 5.9 [mm] 39.3 [mm] Simuleren of doen alsof? Geometrisch niet lineair gedrag 14

15 Simuleren of doen alsof? Niet lineair, Kruip, Temperatuur Simuleren of doen alsof? 15

16 Simuleren of doen alsof? Solid-tet mesh Simuleren of doen alsof? Solid-tet mesh s hell-lineair

17 Simuleren of doen alsof? Solid-tet mesh s hell-lineair s hell-geo-nl Simuleren of doen alsof? Solid-tet mesh shell-lineair shell-geo-nl shell-geo+mat-nl

18 Simuleren Praktijk bewijst dat deskundig uitgevoerde simulaties laboratorium tests representeren Simuleren 18

19 Simuleren Simuleren 19

20 Simuleren Simuleren 20

21 Simuleren Simuleren 21

22 Simuleren Sinds ingenieurs Projecten in >25 landen over de gehele wereld >250 Opdrachtge ve rs >2 500 projecten > uur ervaring Simuleren Praktijk bewijst dat deskundig uitgevoerde simulaties laboratorium tests representeren 22

23 Simuleren Simuleren 23

24 Simuleren KIWA Richtlijn Simuleren Nieuwe uitdagingen door Rapid manufactorig Nieuwe materialen Laagsgewijs produceren Functionaly Graded Materials 24

25 Simuleren Simulaties zijn goedkoper en sneller Simuleren Simulaties kunnen inspelen op unieke situaties 25

26 Simuleren Simulaties kunnen inspelen op unieke situaties Simuleren Simulaties geven meer inzicht. Inzicht leidt tot betere oplossingen 26

27 Simuleren Simulaties geven meer inzicht. Inzicht leidt tot betere oplossingen Samenspel Simulaties voorkomen verrassingen in testfase Simulaties helpen bij het begrijpen van praktijktesten Praktijktesten helpen bij het aanscherpen van simulaties 27

28 Rapid Design Shape Topologie Conclusies de proef de som Realistisch Correct Eenduidig Nauwkeurig Reproduceerbaar Inzichtelijk Flexibel Rendabel?? Ja, mits correcte modelvorming 28

29 Conclusies Realistisch Correct Eenduidig Nauwkeurig de proef de som??? Ja, mits juist gehanteerd Reproduceerbaar Inzichtelijk Flexibel Rendabel Conclusies Realistisch Correct de proef de som??? Eenduidig Nauwkeurig Reproduceerbaar Inzichtelijk Flexibel Ja, bij typekeuring Rendabel? 29

30 Conclusies Realistische modelvorming is en blijft essentieel Deskundige simulatie evenaart fysieke test Simulatie bij RM biedt belangrijke voordelen 30