Nya simuleringsmetoder ger smartare produktutveckling

Inom industriell produktutveckling går trenden mot att allt fler företag använder datorsimulering som ett komplement till fysisk testning för att ta fram produkter av önskad kvalitet och prestanda. Johan Jansson vid Tekniska Högskolan (JTH), Jönköping University, har i sin doktorsavhandling utvecklat nya metoder för simulering där hänsyn tas till tillverkningsprocessen.

Datorsimulering är ett verktyg som bland annat kan användas för att testa hållfastheten hos framtida produkter utan att först ta fram prototyper som testas fysiskt. Ju bättre simuleringsmetoder en produktutvecklare har tillgång till, desto bättre beslut kan hen fatta kring produktens konstruktion och materialsammansättning.

– Med mer noggranna beräkningar kan olika komponenters utformning optimeras så att de blir så lätta som möjligt utan att förlora i kvalitet och hållbarhet. Lättare komponenter innebär mindre materialåtgång och därmed mindre miljöpåverkan och lägre kostnader. En lägre vikt kan också ge minskade utsläpp när komponenterna är delar av till exempel bilar och andra fordon, förklarar Johan Jansson.

Tar med tillverkningsprocessen i räkningen

Johan Janssons forskning behandlar olika simuleringsmetoder som tar hänsyn till tillverkningsprocessen och materialets mikrostruktur. I samtliga metoder används avancerade beräkningar för att utvärdera och förbättra komponenters hållfasthet tidigt under utvecklingsprocessen.

– Genom att integrera simulering av tillverkningen redan i början av processen, så får man i ett tidigt skede en bättre bild av hur materialet beter sig. Man kan på så sätt studera och utvärdera vilka effekterna blir av lokala variationer i mikrostruktur och materialegenskaper, berättar Johan Jansson.

Behov av enklare metoder

Den typ av simuleringsmetoder som Johan Jansson arbetat med är inte nytt i sig, men det finns ett behov av att göra metoderna mer exakta och tillförlitliga. Det finns också ett behov av metoder som är enkla att använda.

– På vissa företag är man medveten om värdet av att använda simulering, men tar inte hänsyn till den inverkan tillverkningsprocessen har på olika materialegenskaper. En målsättning i min avhandling har varit att metoderna ska vara enkla, så att de passar in i en industriell vardag snarare än i akademin. Då ökar också chansen att de blir använda, säger han.

Fokus för avhandlingen har delvis inspirerats av Johan Janssons egna forskningsintressen, men har också styrts av de företag som medverkat i forskningen. De företag som främst deltagit är Kongsberg Automotive AB, Husqvarna AB, Volvo Cars och Scania CV AB.

Från akademin till industrin

Efter avslutad doktorsavhandling känner Johan Jansson att det är dags för en paus från forskningen. Inom kort börjar han att arbeta på Thule Group AB, ett företag som bland annat är känt för sina produkter med koppling till sport och fritid, till exempel takräcken, takboxar och cykelhållare.

– Jag kommer att jobba på en beräkningsavdelning inom produktutveckling som har ett tätt samarbete med företagets testverksamhet. Det gör att jag kommer att få användning av allt jag lärt mig under mina forskningsstudier samtidigt som jag får lära mig mycket av mina nya kollegor, avslutar han.

Johan Jansson försvarade framgångsrikt sin doktorsavhandling vid Tekniska Högskolan, Jönköping University den 29 oktober.

Om du vill veta mer om avhandlingen är du välkommen att kontakta Johan Jansson, johan.jansson@ju.se.

Du kan läsa doktorsavhandlingen här: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hj:diva-54771