你知道有限元分析6個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)嗎？

我們都知道CAE在眾多行業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，這也讓不同領(lǐng)域的人對(duì)CAE仿真也有了一定的認(rèn)識(shí)。CAE仿真分析領(lǐng)域的被重視，使得有限元分析被更多人了解和學(xué)習(xí)。然而，我們一定要知道能夠操作CAE軟件并不等同于掌握了有限元分析的深層次技能。只有深入理解這些操作背后的原理才能夠在仿真分析上做到精準(zhǔn)和高效。

有限元分析是一個(gè)復(fù)雜的過程，步驟分三步：第一步：前處理；第二步：總裝求解；第三步：后處理。

對(duì)上面簡(jiǎn)化的步驟可能不是很好理解，那我摘取了六個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，其中包括：幾何模型、模型裝配、網(wǎng)格劃分、約束與負(fù)載、求解設(shè)置、結(jié)果分析。而在進(jìn)行有限元分析的時(shí)候，每一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)都是至關(guān)重要的。

關(guān)鍵點(diǎn)一：幾何模型的準(zhǔn)備

我們需要根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的特點(diǎn)，選合適的單元類型來進(jìn)行模擬。

實(shí)體結(jié)構(gòu)：需對(duì)原始3D模型進(jìn)行簡(jiǎn)化、修復(fù)，并添加加載印記。

板殼結(jié)構(gòu)：適用于薄壁結(jié)構(gòu)，可通過實(shí)體模型抽取或直接建模。

桿系結(jié)構(gòu)：模擬桿狀構(gòu)件，如桁架和梁，可直接創(chuàng)建軸線或從實(shí)體模型中提取。

除了上面三種以外，還可以是以上三種的組合結(jié)構(gòu)。比如：實(shí)體-板殼組合結(jié)構(gòu)、板殼-梁組合結(jié)構(gòu)等等，不同類型的結(jié)構(gòu)之間可通過多點(diǎn)約束方程技術(shù)實(shí)現(xiàn)連接。

關(guān)鍵點(diǎn)二：模型裝配

裝配不僅指幾何位置的組合，更指構(gòu)件間的受力關(guān)系。裝配方式包括接觸、Joint節(jié)點(diǎn)、彈簧、梁、焊點(diǎn)、約束方程和網(wǎng)格連接等。通過這些連接，各構(gòu)件之間才可以傳遞力的作用。

關(guān)鍵點(diǎn)三：網(wǎng)格劃分

網(wǎng)格劃分是將實(shí)際結(jié)構(gòu)近似為單元組合體的過程?？傮w控制和局部控制是網(wǎng)格劃分的關(guān)鍵，局部控制通常具有更高優(yōu)先級(jí)。之前有寫《關(guān)于有限元網(wǎng)格劃分的6個(gè)誤區(qū)》。

關(guān)鍵點(diǎn)四：約束與載荷

邊界條件的正確施加是求解問題的關(guān)鍵。網(wǎng)格質(zhì)量對(duì)分析的影響是誤差層面的，而邊界條件的錯(cuò)誤則可能導(dǎo)致分析失敗。

關(guān)鍵點(diǎn)五：分析類型與選項(xiàng)的指定

根據(jù)問題的特點(diǎn)，選擇合適的分析類型和設(shè)置正確的分析選項(xiàng)對(duì)獲得正確分析結(jié)果至關(guān)重要。載荷步的劃分和時(shí)間步的設(shè)置是控制分析進(jìn)程的關(guān)鍵。

關(guān)鍵點(diǎn)六：結(jié)果查看與分析

結(jié)果的查看和分析是計(jì)算完成后的必要步驟。新手往往難以有效分析和驗(yàn)證結(jié)果的正確性，也缺乏根據(jù)計(jì)算結(jié)果修改設(shè)計(jì)方案的能力。

有限元分析的難點(diǎn)在于對(duì)這六個(gè)環(huán)節(jié)的深入理解和精確控制，正確的分析不僅需要技術(shù)操作的熟練，更需要對(duì)物理原理和工程實(shí)踐的深刻理解。而我們?cè)醯腃AE工程師們做過眾多項(xiàng)目，對(duì)于產(chǎn)品的理解和應(yīng)用有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，如果你有相關(guān)問題，可以和我們交流。