Samira en Gvidas praten over gewichtsoptimalisatie en parameterisering
Vertel ons iets over jullie achtergronden.
Samira: Ik ben onlangs afgestudeerd aan de universiteit met een bachelor in werktuigbouwkunde. Tijdens mijn studie heb ik deelgenomen aan verschillende buitenschoolse projecten, variërend van vloeistofmechanica – het modelleren van IgG in de bloedbaan – tot meer typisch werktuigbouwkundige projecten, zoals het werken aan auto’s op zonne-energie.
Het waren eigenlijk raceauto’s, waarin we mochten rondrijden, dus dat was een mooi project. Maar mijn grootste interesse in techniek is altijd simulatie en modellering geweest
Gvidas: Academisch gezien is mijn achtergrond werktuigbouwkunde. Tijdens mijn studie heb ik aan veel technische projecten deelgenomen, zoals het van nul af aan bouwen van een racewagen om in het kader van Formula Student op Silverstone te racen, en het ombouwen van gewone zeecontainers tot klimaatkamers als onderdeel van mijn proefschrift.
Dat was een heel interessant experiment, want het was niet iets wat mensen toen echt deden. Ik ben ook een klimmer en fietser en doe veel aan 3D-printen.
En waar heb u aan gewerkt sinds u stage loopt bij New Motion Labs?
Samira: Ik heb tot nu toe aan verschillende dingen gewerkt, waaronder coderen met Matlab om trajecten te simuleren.
Ik heb ook veel gewerkt aan modellering en simulatie, met name modellering van parameters – we hebben een Excel-spreadsheet gemaakt die ons model automatisch bijwerkt wanneer we de getallen erin veranderen.
Dit is een gloednieuwe vaardigheid die ik heb geleerd tijdens mijn tijd bij New Motion Labs, dus het was erg spannend om aan te werken.
Waarvoor gebruikt u precies de modellering en parameterisering Excel-spreadsheet?
Samira: Aanvankelijk gebruikten we het om kettingen van verschillende afmetingen te modelleren om een ketting met dubbel aangrijppunt (Dual Engagement) te maken die bijna dezelfde afmetingen had als een gewone rollenketting. Meer recentelijk hebben we het gebruikt om ons te helpen bij de gewichtsoptimalisatie – het wijzigen van parameters om het gewicht van ons product te verminderen op basis van berekeningen.
Waarom moet het gewicht van de ketting worden geoptimaliseerd?
Gvidas: Om het eenvoudig te zeggen: u wilt geen zware ketting.
We hebben geprobeerd het gewicht van de ketting zo laag mogelijk te houden, met behoud van dezelfde spanningen, zodat hij zich hetzelfde gedraagt als de zwaardere ketting, maar lichter is.
De reden waarom u een lichtere ketting zou willen, verschilt per gebruik. Neem bijvoorbeeld een baanwielrenner: als u probeert om een gouden medaille te winnen, is elke gram gewicht die u van uw fiets kunt afhalen een voordeel.
U wilt het gewicht zo laag mogelijk houden, zodat u minder moeite hoeft te doen om te trappen, waardoor u sneller gaat en meer kans maakt op die gouden medaille.
Dat is logisch voor baanwielrennen. Hoe zit het met andere toepassingen?
Gvidas: Een van de grotere projecten die baat zouden hebben bij lichtere kettingen is machinaal aangedreven fabricage.
Machines gebruiken volumineuze, robuustere kettingen die ontworpen zijn voor een langere levensduur.
Een lichtere ketting gaat zelfs nog langer mee.
Een fabriek heeft veel machines – veel kettingen – dus een paar procent minder gewicht van elke afzonderlijke ketting betekent een grote gewichtsreductie en een langere levensduur, plus een vermindering van de onderhoudsfrequentie.
De afbeeldingen zien er vrij complex uit. Bent u tegen veel problemen aangelopen bij het maken van deze parameteriseringstool?
Samira: Zeker. We gebruikten Excel als basistool om de massa te optimaliseren, wat normaal gesproken in ANSYS wordt gedaan, een veel complexer en ingewikkelder instrument.
De grootste uitdaging was het verkleinen van zo’n enorme analyse tot iets beknopters, zodat deze in Excel kon worden uitgevoerd.
Het was ook een uitdaging om vergelijkingen te bedenken waarmee de spanningen nauwkeurig konden worden vertaald, zonder dat ze te ingewikkeld werden.
Gvidas: Maar de uitdagingen waren het waard, want door Excel te gebruiken in plaats van ANSYS, kregen we meer controle omdat we in wezen het programma creëerden dat we nodig hadden, in plaats van ANSYS te vertellen wat we wilden en er dan achter te komen dat het misschien niet mogelijk was.
Wat betreft de vaardigheden die u tijdens uw stages hebt ontwikkeld, wat is volgens u het nuttigst geweest?
Gvidas: Voor mij is het niet noodzakelijk één bepaalde vaardigheid, maar een proces.
Ik heb geleerd hoe u een probleem dat op het eerste gezicht zeer uitdagend of potentieel onmogelijk lijkt, kunt uitwerken door het op te splitsen in een heleboel kleine acties.
Voor dit project hadden we bijvoorbeeld regelmatig brainstormsessies in de ontwerpfase. Die ideeën werden uiteindelijk omgezet in vergelijkingen en vervolgens in afmetingen.
Ik heb gemerkt dat het probleem vaak door te spreken en ervoor te zorgen dat we allemaal over hetzelfde praten en in hetzelfde tempo doorgaan, een van de belangrijkste onderdelen was om het project te begrijpen en uiteindelijk tot de oplossingen te komen die we hebben.
Samira: Daar ben ik het mee eens, maar ik wil er nog één ding aan toevoegen: organisatie van het denkproces. Bij projecten als deze zijn er zoveel berekeningen en elementen dat het heel makkelijk is om te verdwalen in je eigen denkproces en uiteindelijk weer helemaal terug te komen bij het begin zonder tot een resultaat te komen.
En zelfs met het Excel-bestand zelf was er veel getallenwerk en formules waarin u gemakkelijk kon verdwalen. Ik moest dus leren hoe ik efficiënt kon organiseren en categoriseren.
Wat is volgens u de toekomst voor deze geautomatiseerde kettingontwerptool en Dual Engagement-technologie?
Gvidas: Ik denk dat ik het eerder heb aangestipt, in verband met productie. Ik zie dat onze technologie een grote invloed heeft op de productie-industrie
Samira: Ik denk dat de parameteriseringtool zich ook zal uitbreiden om de consument of de koper veel meer keuze te geven.
Ik denk dat het een unieke manier is om onze klanten en licentiehouders precies te bieden wat ze willen, in plaats van dat ze uit een vast assortiment moeten kiezen.
