如何做好有限元分析 胡淼(分析產(chǎn)品經(jīng)理) 3 I6 g- U* M& E( Q8 i' K- W1 w6 y. F
分析前準(zhǔn)備 % [7 `9 v _- O
- 有必要時,,參考別人針對類似問題的分析方式,。
- 先針對簡單的問題作分析,,以了解相關(guān)的力學(xué)現(xiàn)象,,并借此了解有限元以及軟件的操作,。
- 根據(jù)以上兩點(diǎn),,以及現(xiàn)有設(shè)備(計算機(jī)速度快不快)以及時間,做適當(dāng)?shù)暮喕僭O(shè),、設(shè)定適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件,、材料性質(zhì),并決定要采用線性分析,、非線性分析,、穩(wěn)態(tài)或瞬時等。
- 針對所要分析的問題先研讀相關(guān)基礎(chǔ)理論,。
- 決定所分析之工程問題最關(guān)鍵點(diǎn)位于何處,。例如應(yīng)力集中,或有接觸的地方,。
- 根據(jù)以前的人做相關(guān)問題的經(jīng)驗(yàn),,或由簡單彈性力學(xué)概念,預(yù)先評估會遭遇何種困難,,以及解決方式,。! D% X8 N& r. I3 o3 C* f# [
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分析求解 1. 若求解時間過久,可以先去做別的事,例如睡覺,、吃飯看書,。換句話說,不要浪費(fèi)時間,。
2 J0 [5 i# o" U# T* i( Q, t 2. 若求解不出來,,想辦法讓他求解出來,。這點(diǎn)下面再詳述,。 / }& D0 U) N2 _5 M% z) C6 M
后處理以及如何判斷結(jié)果是否正確或合理 1. 經(jīng)由簡單的材料力學(xué)判斷。這一點(diǎn)很重要,,但也不容易,,必須要有堅強(qiáng)的材料力學(xué)基礎(chǔ)才行。 2. 看位移量是否合理,。
1 A% t- n* b8 n1 L- j7 y! Q/ F/ D3. 若有接觸問題,,看接觸力以及接觸面積是否合理。
. S a; l; |: I ]& h. I4. 必要時(通常都有這個必要),,高應(yīng)力集中的地方必須做幾個不同的網(wǎng)格粗細(xì),,以得到收斂的應(yīng)力值。 & U1 C, V" p- l7 H* F+ X) R0 Z
結(jié)果不合理 1. 如果位移量太大,,那不是力量加太大,,不然就是材料剛性弄錯,再不然就是因次搞錯,。
! [# i% R( M3 i, {" k 2. 邊界條件施加方式錯誤,。例如如果要在邊界上施加均勻壓力,將其總力P 除以邊界上節(jié)點(diǎn)數(shù),,然后于各個節(jié)點(diǎn)上施加集中力例,,這樣有一個問題,左邊網(wǎng)格較細(xì),,右邊叫粗,,所以左邊的壓力會較大,右邊較小,,總力雖然正確,,但卻產(chǎn)生了額外的彎矩。4 E6 W5 z- Q. J8 \9 b; x4 t
3. 邊界條件施加不合理,。
# ^5 f: o. I5 |% T 4. 網(wǎng)格太粗,,換細(xì)一點(diǎn)的試試看。 U( b' k9 R, y3 h( Y. L9 _
5. 模型簡化太多,。例如所要分析的問題含有接觸現(xiàn)象,,但為簡化模型,將其忽略,用線性分析,,計算結(jié)果很不合理,,那就要考慮增加接觸模型。
5 X/ E& ^* q2 S求解失敗 1. 注意是否有些必要參數(shù)沒加,,例如忘了定義材料性質(zhì),。( }: M& t6 h( z# }# {. W
2. 注意有無剛體運(yùn)動的發(fā)生。5 d& N% O1 g5 S* t% {
3. 是否輸入不合理的材料性質(zhì),,例如超過0.5 的泊松比,,或負(fù)的楊氏模量。
) `+ V& m3 ]! H4. 接觸問題中,,外力或位移的進(jìn)給量是否太大,,或接觸單元網(wǎng)格太粗。
0 ]5 }/ r k0 a' u8 W+ V5. 是否有「孤立的單元」,。
4 \7 c. `- M! t1 x$ E% U7 p6. 是否分析模型太大,,計算機(jī)跑不動。$ {8 K( ?( R) T$ w
7. 在較進(jìn)階的問題中,,有些參數(shù)的設(shè)定必須詳細(xì)參考軟件工具書,,或研讀相關(guān)理論,方能解決問題,。8 r! m0 l' X' ]' H4 I
8. 請教別人,。
* s( _+ w( Y v T; }- C! w0 [9. 接洽軟件設(shè)計公司或代理公司。 ' N9 J! ^/ v) n0 G3 Q5 H
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