Die Finite-Elemente-Analyse (FEA) ist eine Computersimulation, mit der berechnet wird, wie sich Bauteile und Systeme unter bestimmten Beanspruchungen bzw. Bedingungen verhalten werden. Die FEA unterstützt die traditionelle Materialprüfung bei der Vorhersage von Spannungen und Verformungen unter dem Einfluss von mechanischen Kräften oder thermischer Energie.

Element setzt das Verfahren ein, um Kunden bei der Produktentwicklung, Designoptimierung, der Simulation von Betriebsbelastungen, Lebensdauervorhersage und Fehleranalyse zu unterstützen. Durch den Einsatz einer ausgeklügelten Software zur Vorhersage des Produktverhaltens unter Beanspruchung sparen unsere Kunden Zeit und Material für klassische Prüfungen.

Bauteil wird virtuell in einzelne Elemente zerlegt

Mit CAD-Programmen erstellte virtuelle Bauteile können direkt in die Simulationssoftware importiert werden. Diese zerlegt das Objekt in viele, kleine Einheiten (Elemente) mit vorgegebenen Eigenschaften. Der Einfluss von beispielsweise mechanischer Kraft (Druck, Zug), Temperatur oder elektrischer Spannung wird für jedes einzelne Element berechnet, ebenso deren Wechselwirkung untereinander.

Eingesetzt wird das oft auch Finite-Elemente-Methode (FEM) genannte Verfahren in Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Maschinenbau, Energie, Hoch- und Tiefbau, Automobilbau und in der Medizintechnik. Bekannte Anwendungsgebiete sind die Berechnung des Verhaltens von Flugzeugteilen, Bauwerken, Rohrleitungen und Prothesen unter Belastung sowie von Fahrzeugkomponenten bei einem Aufprall (Crash-Test). Bei Schadensanalysen kann die Finite-Elemente-Analyse ebenfalls wichtige Informationen über die Ursachen von Materialversagen liefern.

Entwicklungskosten und -zeit reduzieren

In der Produktentwicklung wird mit der FEA wird überprüft, wie sich ein verändertes Design auf Kosten, Gewicht, Herstellung oder Leistung auswirkt. Die sogenannten virtuellen Prototypen können bereits in einer frühen Phase auf ihre Eigenschaften untersucht werden, bevor echte Modelle in realen Prüfverfahren zum Einsatz kommen. Auf diesem Wege lassen sich fehlerhafte oder für den Einsatzzweck ungeeignete Konstruktionen frühzeitig erkennen, wodurch Entwicklungszeit und -kosten reduziert werden können.

Für Komponenten, die für traditionelle Prüfungen zu groß oder komplex sind, bietet die Finite-Elemente-Analyse eine geeignete Methode zur Bestimmung der Systemdynamik und der Produkteigenschaften. Unsere Experten definieren mit den Kunden Randbedingungen und Belastungen, die die Betriebsumgebung von Produkten genau widerspiegeln. Nach der FEA können wir zuverlässige Daten über ideale Betriebsbedingungen, Belastungsgrenzen, Ausfallszenarien, Haltbarkeit und Lebensdauer von Produkten liefern.

Finite-Elemente-Analyse – Das bietet Element

Zusätzlich zur Standard-FEA-Simulation bieten wir ergänzende physikalische Tests für Projekte mit höheren Prüfanforderungen an. Unsere Labore sind für die Durchführung von Prüfungen an Druckbehältern, Fenstern und Türen, Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, Strukturen und vielen anderen Produkttypen eingerichtet. Im Rahmen der Schadensanalyse werden mittels der FEA Hinweise auf Fehlerursachen in Bauteilen und Systemen gewonnen.

Unsere engagierten Experten untersuchen regelmäßig Produktfehler mit Hilfe von CAD- und Betriebsdaten. Die FEA-Fachleute an mehreren Standorten unseres weltweiten Netzwerks arbeiten eng mit Fachleuten für Materialprüfung zusammen, um Simulationsergebnisse durch Prüfungen zu bestätigen.

Mit modernsten Prüfanlagen kann Element Umweltsimulationen, Lebensdauerzyklen, Strukturdynamikprogramme und mechanische Prüfungen in einem Projekt anbieten, was uns zu einem Komplettanbieter für Ihre Qualifikationsprüfungen macht. 

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