Eindige elementen analyses kan een heel betrouwbare rekentool zijn. Maar hoe kleiner de gekozen elementen, des te langer de computer op een antwoord staat te ploeteren. AI lijkt hier verandering in te gaan brengen: met ruim voldoende waarschijnlijkheid uitkomsten voorspellen in plaats van berekenen. Engineering softwareontwikkelaar Altair heeft een oplossing die het beste van twee werelden combineert.
Al decennia geleden bedachten enkele slimme koppen dat je een complex rekenprobleem – een sterkteberekening voor een aandrijfas of een tandwiel bijvoorbeeld – het beste kon oplossen door het in kleine stukjes op te delen. Je deelde hiertoe het model op in op elkaar inwerkende elementen, zodat voor elk afzonderlijk element reactiekrachten en materiaalspanningen konden worden bepaald. Het geheel aan elementen noemde, en noemt men nog steeds een mesh. Hoe fijner het gekozen mesh, des te kleiner de elementen en des te preciezer de uitkomsten. Je herinnert je wellicht de tijd – we hebben het over 30 jaar geleden – dat het invoeren van mesh-elementen en het krachtenspel in een ‘prompt-vorm’ op een monochromatisch scherm plaatsvond. Hier werd als eindresultaat dan een prachtig wireframe met uitkomsttabellen op getoond.
Ellenlang rekenen
Het zal niemand verbazen dat het doorrekenen van een tandwiel in een tijdperk waar een 486 een hele serieuze rekenbak was niet echt snel ging. Laat staan dat het resultaat een mooi gekleurd 3D-model was dat met verkeerslichtkleuren precies aangaf waar spanningen acceptabel waren en waar er bijvoorbeeld kerfwerking optrad door een te klein gekozen radius. Gelukkig werd in die tijd ook nog onderwezen hoe je tandwielen met de hand kon doorrekenen, iets wat met een beetje handigheid veel sneller ging ook.
De wet van Moore maakte een einde aan oude rekenkrachtverhoudingen en al snel werd 3D CAD de norm. Ook werden FAE-berekeningen (Finite Element Analysis) de basis voor menige technologische innovatie. Het werd zelfs mogelijk om complexe, multifysische analyses te doen die enkele veelzeggende nieuwe acroniemen opleverde. Zo werd CFD het vakgebied van de Computational Fluid Dynamics, maar kreeg het ook de bijnaam Colours For Directors, een waarschuwing je niet op kleurtjes blind te starten maar te snappen en voelen wat die kleuren met het wegvallen van getallen betekenen.
Lees het volledige artikel in de september/oktober-editie van het magazine van Aandrijftechniek.