Hur många och hur stora element ska användas när en FEM-modell ska byggas?
Finita Elementmetoden, eller FEM, har vi i tidigare artiklar konstaterat är ett mycket kostnadseffektivt verktyg för att leverera lyckade projekt. När en ingenjör bygger en FEM-modell uppstår den viktiga frågan om hur många och hur stora element* som ska användas för att uppnå bästa möjliga resultat. I de olika verktygen ser inställningarna för det här lite olika ut, men frågan är i grunden den samma.
Hur många och hur stora element ska användas?
Optimal elementstorlek och antal element i en FEM-Modell
En tumregel som kan användas är att nyckeln ligger i hur något böjs. Börja med att betrakta Bild 1 som illustrerar en homogen balk. När balken böjs med hjälp av moment i ändarna uppstår tryckspänningar i nederkanten och dragspänningar i ovansidan. Diagrammet till höger i bilden illustrerar hur dessa spänningar varierar genom balkens tjocklek. I det ideala fallet ser vi att spänningen i mitten av balken är noll.
Hur FEM Beräknar Spänningar
I en FEM-beräkning delas balken upp i många små delar, så kallade element. I varje element finns vanligtvis en, men ibland flera, integrationspunkter. Dessa kan betraktas som ”mätpunkter”, och det är i dessa punkter som spänningarna räknas fram.
Om balken delas upp, eller ”meshas”, i element genom tjockleken, kommer mätpunkten att placeras längs mittlinjen där spänningen är noll.
Optimal elementstorlek och antal element i en FEM-Modell
Det är därför viktigt att ha fler element genom tjockleken så att så att integrationspunkter även hamnar vid sidan av mittlinjen.
Tumregeln innebär alltså att minst tre element genom tjockleken ska användas.
Kontakta oss för mer information om Finita Elementmetoden (FEM) och beräkningsteknik
Axelent Solutions är specialister på FEM-beräkningar och simuleringar med omfattande erfarenhet av att optimera tekniska projekt. Vi levererar pålitliga och noggranna lösningar som förbättrar designprocesser och minskar risker. Kontakta Axelent Solutions idag för att diskutera hur vi kan hjälpa dig att nå framgång i ditt projekt.
