如何做好有限元分析 胡淼(分析產(chǎn)品經(jīng)理) % a, q: t; R: l9 I
分析前準(zhǔn)備 2 x. `; C; a. g* n2 `! T
- 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,,以及現(xiàn)有設(shè)備(計算機速度快不快)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,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。0 b) E9 `7 P6 H) G/ @* d
; p0 Y0 \$ Q3 {, V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,,不要浪費時間。4 f& |8 f9 x9 T4 |
2. 若求解不出來,,想辦法讓他求解出來,。這點下面再詳述。
! ~! @! m# n9 x- P& U* z, X5 H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,。這一點很重要,但也不容易,,必須要有堅強的材料力學(xué)基礎(chǔ)才行,。 2. 看位移量是否合理。
5 N4 X' g, |# L' l3. 若有接觸問題,,看接觸力以及接觸面積是否合理,。' |$ D. ~" C# k- D* ^0 \
4. 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,。
% Z3 F1 m) X; H R- b, U* f1 T( s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。
! q" ^9 U. ]9 R5 `- d! ~" N 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)點數(shù),,然后于各個節(jié)點上施加集中力例,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 {# j/ \2 w) V& f# h 3. 邊界條件施加不合理,。
1 k* {% b. x6 K) O3 N5 }# y& Q! K 4. 網(wǎng)格太粗,換細(xì)一點的試試看,。
; u; C0 @% l: ~/ i 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,。
- g) J9 ~* q A) `( H2 ^ e/ _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),。0 U. x9 [: \5 J% t. x) U
2. 注意有無剛體運動的發(fā)生,。
: K; e" s/ ~. ~ H/ u3. 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,。' j! q. y9 _1 s* Z, P
4. 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,。
" f6 m: q! ?) G3 K$ r2 u5. 是否有「孤立的單元」。, @+ b9 X1 N+ n- e( T8 m
6. 是否分析模型太大,,計算機跑不動,。
. a: e* Y1 m$ K- H; h- ]3 V7. 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。
+ F# a# d, k& |4 j$ n: g: Z8. 請教別人,。- a1 m4 l- z" a* O9 S5 F# [, Q
9. 接洽軟件設(shè)計公司或代理公司,。
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