Panduan pemula untuk analisis elemen hingga (FEA)

Analisis elemen hingga, juga dikenal sebagai FEA, adalah simulasi virtual dari komponen fisik menggunakan teknik matematika yang disebut Metode Elemen Hingga (FEM). Akar FEA berasal dari abad keenam belas, dan penggunaan FEA pertama yang sebenarnya berasal dari karya Schellback pada tahun 1851. Selama seratus tahun berikutnya, FEA terutama digunakan oleh ahli matematika dan sarjana lainnya. Dengan kemajuan komputer digital, perkembangan dunia nyata FEA mulai bermunculan di industri otomotif, dirgantara, dan teknik sipil.

FEA sekarang dapat menjangkau lebih banyak pengguna daripada sebelumnya. Perangkat lunak analisis elemen hingga saat ini intuitif untuk digunakan, dapat diakses di seluruh perangkat elektronik, dan sangat cepat dan kuat. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang apa itu FEA dan cara kerjanya, teruslah membaca.

Apa itu analisis elemen hingga?

FEA adalah proses menciptakan simulasi digital dari produk yang akan segera menjadi nyata. Sementara analisis elemen hingga pernah mengharuskan Anda untuk meletakkan pensil di atas kertas, saat ini FEA berlangsung di lingkungan virtual program komputer. Perangkat lunak berbasis komputer FEA secara virtual dapat memodelkan geometri dan komponen yang kompleks, memungkinkan para ilmuwan dan insinyur untuk memprediksi dengan lebih baik bagaimana kinerja produk ini dalam kehidupan nyata.

Dalam proses desain dan manufaktur, FEA dapat membantu Anda memahami sifat fisik bagian — seperti ketahanan benturan, elemen termal, dan dinamika transien — untuk memprediksi kekuatan, gerakan, dan perilaku lainnya. FEA juga dapat membayangkan karakteristik material tertentu dalam kondisi tertentu seperti defleksi, getaran, dan stresor lainnya. Melalui prediksi ini, FEA memungkinkan Anda mengidentifikasi potensi masalah performa dan menemukan solusi sebelum komponen dibuat.

Ada berbagai jenis analisis elemen hingga, termasuk:

• Analisis Teknik Termal :Menentukan bagaimana variasi suhu akan memengaruhi kinerja komponen
• Perhitungan Dinamis Fluida :Memahami dampak struktural densitas fluida, suatu sifat yang sangat penting dalam industri minyak dan gas
• Perhitungan Teknik Seismik :Memprediksi kinerja bagian di bawah berbagai getaran dan frekuensi tanah
• Analisis Modal :Antisipasi bagaimana getaran paksa eksternal, seperti angin atau kecepatan perjalanan, memengaruhi kinerja komponen
• Analisis Statis Linier :Menerapkan proporsi linier model skala kecil ke struktur berukuran penuh untuk mengantisipasi skenario

Bagaimana cara kerja analisis elemen hingga?

Analisis elemen hingga adalah proses matematis yang luar biasa, jadi kami akan menjelaskannya dalam istilah awam. Sederhananya, FEA memecah struktur kompleks menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola. Saat Anda membagi struktur menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, Anda akan memperoleh lebih banyak pengetahuan tentang bagaimana struktur yang lebih besar akan merespons stresor.

Langkah pertama dari proses FEA adalah menentukan penempatan node pada struktur, yang merupakan titik tunggal pada rendering 2D atau 3D dari desain Anda. Setelah memilih simpul Anda, atau titik simpul, hubungkan dengan menggambar garis di antara mereka. Ini akan membuat struktur mesh yang membentuk bentuk akhir dari desain. Daerah yang dilingkupi oleh mesh berisi kumpulan elemen hingga, dari situlah nama "analisis elemen hingga" berasal.

Dengan menangani bagian-bagian kecil yang membentuk jaring struktur Anda, Anda dapat lebih tepat menentukan bagaimana seluruh struktur akan bertindak dalam keadaan tertentu. Perhatikan bahwa semakin padat struktur mesh Anda, semakin tepat hasil Anda, tetapi komputasi Anda akan meningkat dalam kompleksitas saat Anda menambahkan titik nodal.

Bagaimana analisis elemen hingga digunakan dalam manufaktur?

Di bidang manufaktur, FEA digunakan untuk menentukan respons potensial komponen terhadap stresor fisik eksternal dan internal. Perangkat lunak analisis elemen hingga dibuat untuk memperhitungkan geometri, material, lingkungan, dan faktor lainnya saat menguji simulasi FEA Anda secara virtual. Ini memungkinkan Anda untuk memprediksi bagaimana kinerja komponen dalam kondisi yang diharapkan dan tidak diharapkan.

Karena FEA ada di dunia virtual, FEA dapat secara signifikan merampingkan proses pembuatan prototipe. Daripada harus membangun prototipe demi prototipe, FEA memungkinkan Anda untuk dengan mudah menguji komponen berkali-kali dan membuat perubahan di antara iterasi. Ini menghemat waktu, sumber daya, biaya, dan tenaga Anda saat mendesain komponen. Perangkat lunak FEA dirancang untuk serealistis mungkin, memungkinkan program yang kuat ini untuk mengantisipasi kinerja suku cadang secara akurat.

Pembuatan prototipe virtual cepat yang didukung oleh FEA sangat penting dalam industri kedirgantaraan. Karena komponen kedirgantaraan harus bertahan dari tekanan ekstrem luar angkasa — seperti tekanan udara, inersia, gaya tumbukan, dan panas super tinggi — sangat penting bagi mereka untuk mengikuti pedoman manufaktur yang sangat ketat. Dengan menggunakan FEA, Anda dapat secara akurat mengantisipasi bagaimana komponen akan bereaksi terhadap kondisi ekstrem ini. FEA juga dapat memprediksi penggunaan selama bertahun-tahun atau bahkan puluhan tahun, alat yang berguna untuk komponen kedirgantaraan yang dapat berada di orbit selama bertahun-tahun.

Sepanjang proses manufaktur, FEA memungkinkan Anda menghemat waktu dan uang, mengurangi energi dan limbah material, serta mengumpulkan umpan balik yang cepat dan akurat tentang bagaimana tekanan fisik dapat memengaruhi komponen Anda. Secara keseluruhan, FEA berkontribusi pada siklus desain yang lebih cepat dan tidak terlalu intensif dengan peningkatan produktivitas.

Analisis elemen hingga dengan Radius Cepat

Analisis elemen hingga adalah bidang khusus. Di Fast Radius, kami memiliki ahli yang akan menggunakan FEA untuk mengoptimalkan desain suku cadang Anda. Dengan memanfaatkan analisis elemen hingga yang akurat, tim kami dapat membantu Anda meningkatkan suku cadang dan menyempurnakan proses produksi Anda. Hubungi kami hari ini untuk memulai FEA.

Untuk lebih banyak cara memaksimalkan nilai dan mengoptimalkan desain suku cadang, lihat melalui pusat sumber daya Radius Cepat.

Siap membuat suku cadang Anda dengan Radius Cepat?

Mulai kutipan Anda