Application independent finite element analysis in digital design

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Author
Date
2012
Department
Koneenrakennustekniikan laitos
Major/Subject
Koneensuunnitteluoppi
Mcode
Kon-41
Degree programme
Language
en
Pages
(11) + 70 s. + liitt. 3
Series
Abstract
This thesis is the one part of the Tekes funded Silicom project. Growing demands from customers, tightening legislation and trend for better productivity are setting demand for designers and experts to use better simulation tools (CAE), re-use simulation data and integrate different CAE programs work with together. In the project is also researched the better usability of the Simulation Data management tools. The main idea of the project is research how Finnish industry could better answer these challenges in a digital design in the future. In the thesis is researched how Finite Element Method is possible integrate application freely into a digital design. The Finite Element Method is a numerical technique for solving partial differential equations. The Finite Element Method is used for example in structural and durability analysis and thermal calculations in the mechanical engineering field. Digital design means that a product is designed and tested in digital environment by using simulation programs. Digital design is growing up its share from the design. The software vendors are limiting the better usability of simulation tools, because vendors are offering products which are working well only with products from the same vendor. The main idea of the Application free Finite element method is to automate with all possible Finite Element programs and the integration between different programs is not limited to programs from the same vendor. The results of this thesis can be used in the automation of the Finite Element method and in the integration of Finite Element tool into digital design. Benefits are that the designer can use simulation tools without having a great experience from the simulation tools. Other benefits are that old simulation be re-used. This means that old simulation can be checked by changing the parameters of the simulation.

Tämä diplomityö on tehty osana Tekesin rahoittamaa Silicom-projektia. Kasvavat asiakasvaatimukset, tiukentuva lainsäädäntö sekä trendi vaatia tehokkaampaa tuottavuutta ovat asettaneet suunnittelijoille ja asiantuntijoille uusia vaatimuksia, joiden perusteella simulaatiotyökaluja tulisi hyödyntää tehokkaammin. Näitä vaatimuksia ovat esimerkiksi simulaatiodatan uudelleenkäyttö sekä simulaatiotyökalujen integrointi. Projektissa tutkitaan myös simulaatiodatahallintatyökalujen (SDM) tehokkaampaa käyttöä. Diplomityössä tutkitaan kuinka elementtimenetelmä (FEM) voidaan sovelluksesta riippumatta integroida osaksi digitaalista suunnittelua. Elementtimenetelmä (FEA) on numeraalinen tekniikka osittaisdifferentiaaliyhtälöiden ratkaisemiseen, jota käytetään fysikaalisten ongelmien ja tilanteiden mallintamiseen. Koneenrakennuksessa elementtimenetelmää käytetään esimerkiksi rakenteiden kestävyyden ja luotettavuuden mitoittamisessa. Digitaalisella suunnittelulla tarkoitetaan tuotteen mallintamista ja testausta virtuaalisesti ja sen osuus kokonaisuus suunnittelusta tulee kasvamaan tulevaisuudessa. Simulaation tehokkaamman hyödyntämisen ongelmaksi on muodostumassa se, että ohjelmistotoimittajat tarjoavat simulaatiotuotteita, jotka toimivat hyvin vain saman tuoteperheen sisällä. Sovellusvapaalla elementtimenetelmällä (FEM) halutaan päästä siihen, että simulaatio voidaan automatisoida kaikilla mahdollisilla elementtimenetelmäohjelmistoilla, jolloin integraatio sekä automatisointi eivät rajoitu vain yhden ohjelmiston tai yhden ohjelmistovalmistajan tuotteisiin. Diplomityön tuloksia voidaan hyödyntää elementtimenetelmän (FEM) automatisoinnissa ja sen integroinnissa osaksi digitaalista suunnitteluvuota. Tällöin suunnittelija voi hyödyntää simulaatiotyökaluja suunnittelussa ilman suurempaa tietotaitoa niiden käytöstä. Myös simulaatioita voidaan hyödyntää uudelleen, mikä tarkoittaa uusien asioiden tarkastelua vanhoja simulaatioita hyödyntäen parametreja muuttamalla.
Description
Supervisor
Juhanko, Jari
Thesis advisor
Makkonen, Petri
Keywords
agile, automaatio, automation, ohjelmisto integraatio, FEA, extreme programming, application integration
Other note
Citation
Permanent link to this item
https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020122858695
Collections
[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG