2.3.2 Exempel 2: Stativ till bearbetningsmaskin

Ett 3,2 meter högt stativ till en bearbetningsmaskin skulle gjutas. Ett krav från kunden var att geometriförändringen inte fick överskrida 0,02 millimeter i det översta bearbetningsområdet vid maximal belastning.

För att fastställa om kravet över huvud taget gick att uppfylla, betraktades stativet i första steget som ett helt massivt stativ inom tillgänglig byggvolym. Vikten blev då 11 ton och formförändringen 0,016 millimeter i det kritiska området. Detta var den absolut minsta formändring som kunde uppnås (se till vänster i figur 38).

Under utvecklingsarbetet beräknades ungefär 40 olika varianter, varvid förstärkningsfjädrar placerades på områden där FEM-beräkningar visade att höga spänningar förelåg. På områden där låga spänningar förelåg togs material bort.

Figur 38: FEM-beräkningar för dimensionsavvikelser efter bearbetning.

Dimensioner på stativet är 1 000 x 1 650 x 3 200 millimeter. Till vänster visas formändring vid massivt utförande medan den högra bilden visar ett FEM-nät vid optimerat utförande av geometrin.

Vid slutet av utvecklingsprocessen erhölls en helt annan placering av förstärkningsfjädrarna än vad som normalt brukat tillämpas. En jämförelse mellan ursprunglig konstruktiv utformning och den FEM-optimerade lösningen, visar hur radikalt den geometriska utformningen ändrats. Beräkningsmässigt gav denna utformning en maximal formändring på 0,20 millimeter vid en godsvikt på 4,5 ton. Vid kontrollmätning i samband med leverans visade sig att formändringen uppgick till endast 0,018 millimeter.

Figur 39: Förstärkningsribbornas placering vid ursprungligt (till vänster) respektive slutgiltigt utförande (till höger).

1938