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有限元分析中的七大“坑”,你踩过几个?

有限元: 2024-11-26 13:51:42 阅读数: 1319 分享到:

最近后台总有朋友在问:是否可以提供CAE培训,在这顺便提一句,我们是可以提供CAE仿真培训的,如果你公司明年正好有相关的培训计划,可以联系我们元王,针对你的公司提供定制化的仿真分析培训课程,让你们培训完学得会,用得着,还性价比极高。

 

我们继续分享结构仿真分析,这篇文章对于结构工程师来说必看,对于其他学科仿真分析的工程师们来说必须要收藏,后面保不齐哪天有需要的。

 

CAE仿真工程师的日常工作中,有限元分析无疑是不可或缺的一项技能。但你们有没有遇到过,明明跟着教程一步步来,结果却大相径庭的情况呢?


今天,咱们就来聊聊有限元分析中那些常见的七个大“坑”,看看你有没有中招!


一、结构概念模糊,连“坑”在哪都不知道

 

有些小伙伴,一上来就急着建模分析,连什么是结构都没搞太明白。结构,简单来说就是通过构件连接,能承受荷载、起骨架作用的体系。缺乏对结构体系化的理解和掌握,就像打仗没有战略地图,很容易就迷失在分析的海洋里。

 

就比如在电子产品中,结构的传力路径往往不那么显而易见。设计这些产品的结构时,具备结构体系的概念至关重要。缺乏这一概念,设计思路将难以形成,建模过程将受阻,仿真计算也无法有效验证设计意图。因此,明确并理解传力路径以及结构体系的概念,对于确保产品设计的准确性和可靠性至关重要。

 

你觉得在结构概念这块,还有哪些比较容易让人“头晕”的点呢?也可以在评论区发表参与讨论哟。

 

二、细节控上线,却掉进了“过度简化”的反面

 

我们身边肯定会有这么一类人,对模型中的细节特征那叫一个执着,生怕简化了一丁点儿就影响结果。但其实啊,像那些非受力的装饰凸起,完全可以大胆简化。当然啦,简化也得有依据,别一不小心就过度了,导致应力异常、刚度改变等问题出现,那就得不偿失了。

 

有些工程师们在进行整体结构分析时,由于个人习惯,往往倾向于保留螺栓、焊缝、接触部位等连接细节,这实际上反映出他们在区分主次、把握结构概念上出现了模糊。通常,只有在局部分析(例如节点分析、子模型分析)的场景下,才需要细致考虑这些连接部位的模型细节。而在整体分析的层面上,则无需在模型中保留这些连接细节,只需依据连接的设计初衷,将其简化为刚性连接、耦合或约束方程即可。这种做法不仅能使分析思路更加清晰,还能显著提升分析效率。

 

三、网格划分不会划,导致效率低下

 

网格划分很片面,有些人觉得是画的越细越好,还有觉得六面体网格总是优于四面体网格等。这里我就不详细的再诉述了,之前写过两篇关于网格划分的,如果想了解的可以点击标题阅读。

 

①关于有限元网格划分的6个误区,建议收藏

 

②网格画得越细,有限元分析结果就越精确?

 

四、单元类型选不对,努力全白费

 

选单元类型时也得稍微注意,要不也容易掉坑里。很多新手觉得实体单元就最精确,就一股脑儿往上堆。其实梁、壳、管、杆这些单元类型有时候用起来更顺手,更能反映实际结构的受力特征。你得根据分析对象的特点选择合适的单元类型,这样才能事半功倍。

 

比如框架结构用BEAM单元,墙体用SHELL单元,弹簧单元等效模拟连接刚度等。但需要注意一点的就是,别忘了正确指定这些单元的特性,不然也是白搭。

 

五、3D模型直接上手,却忘了“预处理”

 

很多人习惯直接导入3D实体几何模型进行计算分析,殊不知这样做很可能埋下隐患。3D建模软件里的模型,得经过清理、简化、创建印记面等预处理操作,这样才能更适合有限元分析。记得这一步可不能省啊!

 

六、边界条件随意加,结果自然不靠谱

 

建模时费尽心思,一到施加边界条件就随意了?这可不行!边界条件对有限元分析的结果可是起到决定性作用的。这就需要弄清其实质并正确施加,不然分析出来结果自然就不靠谱。

 

七、后处理只看应力,却忘了“变形”

 

分析完了,后处理环节也很重要。很多人习惯先看或只看应力结果,却忽略了变形结果。其实,有限元分析通常以位移作为基本未知量,所以后处理时首先应该检查变形结果。在最后,也别忘了去看支反力结果,它能帮你检查总体的平衡条件是否得到满足,也可以用来检验结构的载荷传递路径。

 

相信大家对有限元分析中的这些“坑”也有了更清晰的认识。那接下来呢,我就给大家几点建议:

 

加强理论基础:别忽视那些力学知识和产品知识,它们可是你避开“坑”的利器!

 

多实践积累经验:纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。多动手实践,才能更深刻地理解有限元分析的精髓。

 

保持好奇心和学习力:有限元分析领域不断在发展进步,得保持好奇心和学习力,才能跟上技术更新迭代的步伐。