Hogyan használható a SOLIDWORKS Sustainability képességeit tervezéskor?

A Sustainability-t a SW 2017-es promó modelljének a Myomo akkumulátorrögzítő fémlapján mutatom be. A modellben található rögzítőlap a következő képeken zöld nyíllal van jelölve.

 

A megnyitott modell a következő képen látható.

SOLIDWORKS Simulation

A fő szempont az lesz, hogy csak úgy készíthetünk zöldebb terméket, ha az a meglévő szilárdságtani előírásoknak megfelel.

A következő képen zöld nyilakkal jelzett felyen van megfogva a modellünk és a rózsaszín nyilakkal jelzett felületen van 10 N-nal megterhelve.

A szimuláció lefuttatása után a biztonsági tényező a következőképpen alakul:

Az látható a fenti képen, hogy a piros részeknél a legrosszabb, ott „csak” 2,23-szorosan van túlméretezve. Azaz, ha 2,23-szor nagyobb erővel terhelnénk meg a rögzítőlapot, akkor pont a folyáshatárral megegyező feszültség ébredne! A kék színárnyalat 20-ig tart. 20 és az az feletti részek szürkével vannak ábrázolva. Ez az a rész, ahol minimum 20-szorosan túl van méretezve a szerkezetünk. A biztonsági tényező értéke lesz a viszonyítási alapunk.

SOLIDWORKS Sustainability

Azután, hogy megvan az elfogadási kritériumunk elindítom a Sustainability-t, aminek az ikonja az Evaluate fülön található.

Ezt követően a szoftver üdvözlő képernyője fogad minket, és jobb oldalra a Task Panel-en megjelenik a Sustainability fül.

Az oldalsáv alja (Environmental Impact) az aktuális beállításokhoz tartozó szénlábnyom, energiafelhasználás, levegő-, vízszennyezés és anyagköltség értékét tartalmazza. Ezeket az értékeket az anyagminőségből, gyártás helyéből és gyártás típusából, felhasználás helyéből (szállítási távolság) és az élettartam végi eseményekből számítja ki a szoftver.

Ezt követően két dolgot szoktam beállítani, az egyik az, hogy letűzöm az oldalsávot, a másik, hogy felveszem az aktuális értékeket kiindulási pontnak és az aktuális értékeket elrejtem.

Ezt követően az anyagcsoportban rámegyek a hasonló anyag keresése parancsra.

A parancs után felugrik egy új ablak, ahol látom a jelenlegi anyagtulajdonságaimat és a hozzá tartozó környezteti lábnyomokat.

Ezt követően a táblázatban anyagcsoportot választok és egy feltételrendszert állítok be. Az én anyagcsoportom a DIN szerkezeti acélok lett, ahonnan a jelenleginél nagyobb rugalmassági modulusú és olcsóbb anyagot keresek.

Ezt követően kiválasztok egy anyagot, majd beállítom hozzá, hogy hajlított alkatrész legyen. Ezután egyből látom, hogy a négy környezeti lábnyomom és az anyagköltségem hogyan alakul az előzőhöz képest.

Accept-tel elfogadom a beállításokat és továbbmegyek az oldalsávon a következő kategóriára, ami a gyártás helye és módja.

Amennyiben ezek a beállítások a gyártási procedúrámnak megfelelnek, tovább mehetek a felhasználás szakaszra.

Amennyiben a felhasználás helyét módosítom, a gyártás helyéhez képest változtatja előre beállított szállítási és életciklus vége értékeket. A következő képen Europa-Europa helyekhez beállított értékek láthatók.

Amennyiben a gyártás Észak Amerikában történik és a felhasználás Ausztráliában van, az előre beállított értékek alapján 12553 km vízi szállítással és 20% újrahasznosítással, 5% megsemmisítéssel és 75% hulladéklerakói tárolással számol.

Ezt követően jön a lényeg, vagyis az, hogy mennyit változtak a környezeti lábnyomaink.

Az ábráról azt tudjuk leolvasni, hogy a szénlábnyom 50%-kal, az energia felhasználás 42%-kal, a levegőszennyezés 52%-kal és a vízszennyezés 94%-kal csökkent. Ezek után ha megnézzük az anyagköltséget, azt látjuk, hogy 100%-ot csökkent. Ennek az az oka, hogy a Sustainability csak anyagköltséget számol, és a 4,7 g-os alkatrészünkre 0.4 USD/Kg anyagár esetén 0,00188 USD-t számolt, előző esetben (2,4 USD/kg) esetén 0,001128 USD-t. A szoftver az költségeket két tizedes jegyre kerekíti, így a kiindulási esetben 0,001, míg a módosított esetben 0,00 USD-vel számol.

Amennyiben megfelelő eredményeket kaptunk, rákattintok a Set Material ikonra, ezzel a modellhez hozzáadtam a jelenlegi anyagot.

Ezt követően az építési fában megváltozott az anyagminőségünk.

SOLIDWORKS Sustainability régi és új eredményeinek összehasonlítása

Ezt követően, ha újra számolom a szilárdságtani szimulációmat, a következő eredményt kapom.

Összehasonlításként a következő képeken, a baloldalon a régi anyagminőséggel, jobboldalon az újjal látható a biztonsági tényező eloszlása.

A két képen az látható, hogy a jobb oldalsó képen nagyobb a 20-szorosan túlméretezett régió, illetve a skálázás alja 2,24-ről megnőtt 2,97-re, azaz a veszélyes pontokban majdnem 3-szorosan túl van méretezve a lemezem.

Tehát a bejegyzésben vállaltak sikerültek, olcsóbb és zöldebb terméket terveztem úgy, hogy az előírt erőrendszert elviseli.

Szerző:Hetyei Csaba

További információ

A SolidWorks Blog oldalán.

A magyarországi forgalmazó Eurosolid weboldalán.