Dit waren de vragen waar de Frame Engineers van Project MARCH mee bezig waren. Als Femto Engineering hebben we meer dan 24 jaar ervaring met dit soort vraagstukken, en dus perfect om de Frame Engineers van Project MARCH te ondersteunen. Hoe de engineers van Femto Engineering Project MARCH hebben geholpen, lees je in deze blog.

Lineaire analyse

Een lineaire analyse gebruikt de eindige-elementenmethode (FEM) om te laten zien hoe een onderdeel zich zal gedragen als er bepaalde belastingen op worden uitgeoefend. Marco legde eerst uit hoe je een lineaire analyse doet op een van de framedelen die door het vorige team zijn ontworpen.

Hiervoor hebben Savanne en Sebastiaan het onderdeel geüpload in Simcenter 3D en geleerd hoe het voor te bereiden op een simulatie. Dit omvatte het creëren van een geïdealiseerd onderdeel. Het maken van een geïdealiseerd deel betekent het deel vereenvoudigen door het verwijderen van dingen zoals vullingen en afschuiningen die geen invloed hebben op de sterkte of stijfheid van het deel maar de tijd die nodig is om de simulatie te draaien zouden verhogen. Vervolgens hebben zij een mesh gemaakt. Een mesh is eigenlijk het opdelen van een onderdeel in kleine driehoeken. Deze driehoeken worden benaderd als een veer bij gebruik van FEM.

Daarna specificeerden zij het materiaal en plaatsten zij krachten en momenten op het onderdeel. Daarna voerden zij de simulatie uit. De resultaten lieten hen zien hoe het onderdeel onder deze belastingen zal buigen en welke interne spanningen er ontstaan. Deze resultaten konden vervolgens worden gebruikt om te controleren of het onderdeel niet blijvend zal vervormen of breken.

Met deze opgedane kennis konden Savanne en Sebastiaan het ontwerp van de heup en het onderbeen valideren.

Topologie optimalisatie

Ook kregen Savanne en Sebastiaan nog een workshop topologie optimalisatie om hen te laten zien hoe ze eisen en limieten konden opstellen. Ook leerden ze hoe zij Simcenter konden gebruiken om hun ontwerp te optimaliseren. Dit werd gedaan om uit te zoeken hoe ze de rugplaat voor het MARCH VI exoskelet zo licht mogelijk konden maken.

Tijdens deze workshop gebruikten ze opnieuw het onderdeel van het MARCH V exoskelet. Zo konden Sebastiaan en Savanne zien hoe je topologie optimalisatie kunt uitvoeren voor zowel een 2D als 3D model.

Met de kennis die Savanne en Sebastiaan vanuit Femto Engineering hadden opgedaan, ontwierpen zij hun backplate. Deze keer begonnen ze met een zeer eenvoudig basismodel. Dit model voldeed aan al hun eisen, zoals de grootte en vorm die nodig was om alle elektronica in de rugzak te houden. Opnieuw maakten ze een mesh van het onderdeel en specificeerden ze materialen, krachten en momenten.

De rugplaat moet het gewicht van de piloot kunnen dragen en bestand zijn tegen de krachten die er door de gewrichten op worden uitgeoefend. Het basismodel voor de rugplaat had een gewicht van ongeveer 1 kg. Zij wilden dit gewicht zo veel mogelijk verminderen. Daarom stelden zij een limiet van 500 gr in. Ze voerden een simulatie uit waarbij Simcenter tientallen cycli doorliep om te bepalen hoe het materiaal het best kon worden geplaatst om een zo sterk en stijf mogelijk onderdeel te krijgen.

Deze resultaten werden gebruikt als inspiratie voor het ontwerp van de achterplaat. Vervolgens valideerden zij hun ontwerpen met behulp van lineaire analyses, die zij eerder hadden geleerd.

De workshops en de software hebben geholpen om de rugzak van het exoskelet te optimaliseren en de nieuwe ontwerpen te valideren. Nu gaan de Frame Engineers het hele exoskelet simuleren en testen in Simcenter. Dit zal hen nieuwe inzichten geven in het ontwerp van het exoskelet. Femto Engineering zal op maat gemaakte workshops blijven verzorgen voor Project MARCH om hen te helpen elk jaar te blijven innoveren.

Wilt u meer weten?

Wilt u meer weten over hoe Femto Engineering u kan helpen met optimalisatie of andere engineering uitdagingen? Neem contact met ons op als u geïnteresseerd bent in onze engineering consultancy. Wij bespreken graag de mogelijke manieren waarop wij u kunnen ondersteunen of als u meer informatie wilt ontvangen.

Neem contact op!