A digitális szimuláció eszközei évtizedek óta használt és bizonyított megoldást kínálnak, melyek segítségével már a termék életciklusának kezdeti szakaszán képet kaphatunk a használat során lejátszódó folyamatokról. Végeselem rendszerek használatával lehetővé válik a termékek előzetes ellenőrzése, megszűnik a felesleges prototípusgyártás és ezzel egy időben javul a minőség, csökkennek a költségek.
A Bionikánál az innováció felgyorsítása érdekében szimulációkat alkalmazunk a különböző tervalternatívák kiértékelésére, viselkedési kísérletek végrehajtására és a termék működésébe történő bepillantására. Nálunk a szimuláció a termékfejlesztési folyamat része. Jelen esetben a Speedy implantátum teherbírását vizsgáltuk. A szoftver látványos színtérkép formájában jeleníti meg a feszültségkülönbségeket, ami egyrészt impresszionáló, másrészt igen informatív a termék optimalizálása során. A szimulációkat elvégeztük több titán ötvözet alkalmazásával, valamint a geometriát is módosítottuk. A szoftver segítségével könnyen megállapíthatóak a feszültséggyűjtő helyek, a veszélyes keresztmetszetek. A feszültségi diagramoknak köszönhetően sokszor olyan konstrukciós hibákat vehetünk észre, amelyek felett egyébként átsiklanánk.
Számítási modell
Méretezés során a termékek vizsgálatára számítási modelleket alkotunk. Ezek alapján számítjuk a külső hatásokból (pl. állandó és hasznos terhekből) származó állapotjellemzőket (pl. nyomatéki igénybevételeket), valamint meghatározzuk azok korlátait (pl. nyomatéki ellenállás).
A számítási modellek a matematikai kezelhetőség érdekében több-kevesebb elhanyagolást, egyszerűsítést tartalmaznak, ezek befolyásolják a modell megbízhatóságát.
Maximális nyírófeszültség
A nyírófeszültség vagy csúsztatófeszültség olyan mechanikai feszültség, amely a terhelés alatt vizsgált anyagból képzeletben kivágott szelvény lapjaival párhuzamos irányú. Maximális értéke a meghúzás következtében ébred, az implantátum lapolt fej részén.
Maximális főfeszültség
A főfeszültség maximuma az implantátum azon részén keletkezik, ahol a nyírófeszültség értéke a legnagyobb. A feszültségeket ábrázoló színtérképek alapján megállapíthatóak azok a méretek, amelyekre nagy hangsúlyt kell fektetni a tervezés során.
A szoftver segítségével meghatározhatóak az implantátum hajlítása során keletkező feszültség értékek, valamint a deformáció mértéke. Az ábra a lehajlás mértékét szemlélteti, melyből kiszámítható az implantátum fejrészének szögelfordulása és annak görbületi sugara. A hajlítás során keletkező feszültségértékek számítása azért nem elhanyagolható, mert ez alapján következtethetünk az állkapocscsontban ébredő reakcióerőkre.
A minden részletre kiterjedő digitális szimulációs eszközök lehetővé teszik a szimuláció korai integrálását a termékfejlesztési folyamatba, így több tervezési opció vizsgálatára nyílik lehetőség és jobb döntések hozhatóak. A digitális szimulációt alkalmazzuk:
- Lineáris és nem lineáris számítások elvégzésére;
- Statikai és dinamikai vizsgálatokra, kinematikai elemzésekre;
- A tervezési folyamatba, különféle mérnöki tudás és számítások integrálására;
- A termékeink teherbírásának optimalizálására;
- Ergonómiai vizsgálatok elvégzésére.
Cikk információ
- Szerző | Bíró Zoltán
- Dátum | 2013.09.25
- URL | www.bionika.hu
