Eindige Elementen Methode (FEM)

Over de cursus Eindige Elementen Methode (FEM)

Er zijn veel simulatiepakketten die een steeds groter scala aan technische problemen kunnen simuleren. Neem daarbij de toenemende computerkracht en je hebt een ongelofelijk sterke tool in handen om allerlei analyses te verrichten op het gebied van mechanica, sterkteleer en warmte ontwikkeling in producten. Ook magnetische eigenschappen, chemische reacties en/of stromingsanalyses liggen binnen het bereik van FEM. Een goed begrip van de methodiek is onmisbaar om goede simulaties uit te voeren en de resultaten effectief in te zetten voor projecten of productontwerpen. Wat tijdens deze cursus behandeld wordt geldt algemeen voor FEM software, omdat de wiskundige technieken hetzelfde zijn. Er wordt gebruik gemaakt van Comsol software.

De voordelen van de Eindige Elementen Methode

• Reductie van ontwikkeltijd van een product: time-to-market is een kritische factor voor bedrijven. FEM kan onder andere gebruikt worden als een instrument voor Failure Verification en op deze wijze de ontwikkeltijd sterk verkorten
• Toegenomen innovatiekracht: pas jouw model bijvoorbeeld toe met andere materialen. In de virtuele omgeving zie  je direct de invloed daarvan, en een juiste keuze kan worden gemaakt voor jouw innovatieve producten
• Reductie van productkosten: als je FEM gebruikt om in het begin van een ontwerpproces om jouw product virtueel te testen, dan bespaar je hier al op de kosten van het product
• Reductie van ontwikkelkosten: het bouwen en testen van prototypen wordt tot een minimum beperkt. Meestal wordt er op basis van de FEM resultaten een prototype gebouwd voor een ultieme test van het product in de praktijk. De betrouwbaarheid van FEM is echter zo sterk toegenomen, dat in sommige gevallen een prototype fase overgeslagen kan worden
• Verbeterde productkwaliteit: als FEM juist wordt toegepast, dan resulteert dit in een verbeterd product en versterkt hiermee direct je concurrentiekracht

Simulatievoorbeeld uit eigen praktijksituatie

Tijdens deze cursus werk je een simulatievoorbeeld uit jouw eigen praktijksituatie uit en leer je deze valideren. Op deze wijze wordt deze cursus voor jou dubbel zo effectief! 

Eigen laptop meenemen

Tijdens deze cursus wordt er gebruik gemaakt van de programma Comsol. Er zijn meerdere geschikte programma's die in de basis hetzelfde werken. Hiervoor is het van belang om een eigen laptop mee te nemen. 

Tijdens de cursus Eindige Elementen Methode komen de volgende onderwerpen aan bod:

Dag 1: algemene opbouw FEM model, randvoorwaarden en rekensnelheid

• Basis opzet van een geometrisch en mechanisch doel
• Randvoorwaarden, load en krachtenbepaling
• Statische en dymanische belastingen
• Materiaaleigenschappen (isotroop, anisotroop)
• Mesh instellingen en invloed op de solver nauwkeurigheid en snelheid

Dag 2: Mesh strategieën

• Mesh typen, triagular, quat
• Adaptive mesh refinement
• Beams, shells, solids
• Vertaling van 3D problemen naar 2D modellen/axi-symmetrische modellen
• Wanneer lineair rekenen en wanneer niet-lineair rekenen?
• Illustratieve oefeningen 3D en 2D modellen (solid en shells en beams)

Dag 3: enkele toepassingen

• Mechanisch-thermisch model met uitbreiding naar elektriciteit/magnetisme
• Flow probleem met uitbreiding naar variabele viscositeit en concentratie
• Trillingen, demping, frequentie scans en interpretatie dynamisch gedrag

Gedurende deze dag voer je deze problemen zelf (gedeeltelijk) in en run je de simulaties. Bij bedrijfsinterne cursussen kunnen de voorbeelden in overleg toegesneden worden op jouw branche.

Dag 4: solvers en oplossingsstrategie

• Solvers/iteratieve solvers/time dependant solvers
• Gebruik van solvers als beginwaarde
• Eigentrillingen, adaptive solvers, adaptive meshes
• Convergentie en nauwkeurigheid van de oplossing
• Verschillende oplossingsstrategieën