Cos’è l’analisi FEM?
L’analisi FEM (Finite Element Method) è il metodo principale per simulare l’analisi strutturale di parti ed assiemi 3D e si utilizza per risolvere i problemi complessi tipici della progettazione. Quando parliamo di analisi FEM, descriviamo il metodo computerizzato che aiuta a prevedere in che modo un prodotto reagisce a forze, pressioni, carichi distribuiti concentrati, effetti termici, affaticamento nel tempo, situazioni non lineari, vibrazione, urti e ad altri effetti fisici.
Come funziona l’analisi FEM? Comincia col suddividere l’oggetto in un alto numero di elementi finiti e, attraverso equazioni differenziali, consente di prevedere gli effetti su ogni elemento. Il computer andrà poi ad aggregare questi elementi individuali in modo da poter prevedere il comportamento dell’oggetto reale.
Analisi FEM: a cosa serve?
Questo metodo di analisi rende possibile individuare i punti più “stressati” del prodotto. In questo modo permette di ridurre al minimo la prototipazione reale– e di conseguenza gli elevati costi che ne derivano – portando il prodotto finito sul mercato più velocemente.
È utile anche a tenere sotto controllo una serie di fattori:
- Aspetti strutturali.
- Affaticamento delle parti.
- Trasferimento termico.
- Vibrazioni.
- Urti.
- Non linearità.
Questi aspetti sono, al giorno d’oggi, fondamentali per ottenere prodotti che siano affidabili e in grado di evolversi rapidamente con il mutare del mercato.
Quali software usare?
Autodesk offre un’ampia gamma di software per la progettazione meccanica. Per effettuare questo tipo di analisi, abbiamo a disposizione Inventor e Inventor Nastran. Andiamo a vedere nel dettaglio come le due soluzioni sono in grado di eseguire l’analisi FEM.
Inventor
Inventor è il (rinomato) software per la progettazione meccanica in 3D. In termini di analisi FEM, consente di effettuare:
- Analisi statica delle parti o degli assiemi (utilizzando vari materiali, carichi e vincoli).
- Analisi modale (individuando le frequenze di vibrazione della parte e le forme modali di queste frequenze).
Inventor Nastran
È possibile trovare Nastran all’interno della Product Design & Manufacturing Collection di Autodesk. Nastran si integra con Inventor e consente di simulare il comportamento degli oggetti e di effettuare diverse tipologie di analisi più avanzate:
- Statica lineare e non lineare
- Carico di punta lineare e non lineare.
- Statica pre-sollecitazione.
- Risposta transitoria diretta e modale.
- Analisi impatto.
- Risposta transitoria non lineare.
- Risposta di frequenza diretta e modale.
- Risposta casuale.
- Spettro urto/risposta.
- Fatica multiassiale e vibrazione.
- Trasferimento termico stazionario lineare e non lineare.
- Trasferimento termico transitorio non lineare.
Conclusioni
Questo metodo di analisi è diventato ormai indispensabile per la progettazione meccanica efficace ed affidabile. Considerando le difficoltà che le catene di approvvigionamento stanno affrontando in questo periodo, e la scarsa reperibilità delle materie prime, risultano evidenti – quasi banali – i vantaggi di una soluzione in grado di effettuare questo tipo di calcolo.
Parleremo di analisi FEM con Inventor e Nastran in due appuntamenti formativi il 23 e 30 marzo – su questa pagina puoi consultare il programma di queste sessioni online e iscriverti.
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