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如何在實際工程項目中真正用好CAE

有限元: 2020-10-23 09:09:16 閱讀數(shù): 2344 分享到:
近年來,CAE仿真技術(shù)的價值已經(jīng)漸漸深入人心,CAE仿真已經(jīng)不再單單是輔助驗證工具,而轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新的引擎。不少企業(yè)紛紛開始嘗試引入CAE仿真技術(shù),以求真正達到降本增效的目的。但是,很多時候卻沒有發(fā)揮出CAE仿真技術(shù)的能量,除了一份仿真報告什么也沒得到。


在工程實踐中,提出問題的部門通常是設(shè)計部門或生產(chǎn)部門,設(shè)計部門會提出要求對某一設(shè)計進行某一方面的驗證或優(yōu)化,生產(chǎn)部門會提出對在產(chǎn)品生產(chǎn)或使用過程中出現(xiàn)的缺陷或問題進行分析和解決。

通常情況下,由于分工的不同,設(shè)計或生產(chǎn)的工程師對于有限元分析是沒有經(jīng)驗的,他們提出的問題是模糊的:

設(shè)計工程師會問,在某種情況下,我的設(shè)計安全嗎?

生產(chǎn)工程師會問,為什么這個產(chǎn)品會壞呢?

然后是問題的分析,這個過程是需要仿真分析工程師與設(shè)計工程師或生產(chǎn)工程師共同完成的,接到設(shè)計工程師和生產(chǎn)工程師提出的問題時,先對問題做一個初步的判斷。

要做出正確的初步判斷,需要對常見問題的理論有清晰的解決思路,需要對有限元方法的能力和局限有清楚的認識,同時對于可能進行的有限元分析需要的時間和人力有準確的判斷,然后決定是否需要進行下一步有限元分析。

決定要進行有限元分析,則必須注意以下幾個流程:


1.明確分析目的

做任何一件事情,明確目標都是最重要的,如果分析目的不明確,一切都是白費。需要通過這次仿真分析搞明白要哪些數(shù)據(jù)對哪些性能指標的影響。
同時還要和需求方保持溝通,以為設(shè)計方案和分析目的隨時隨時都可能發(fā)生變化。


2.建立簡化模型

明確了分析目的,就可以選取合適的分析類型,用盡可能簡單的模型,盡可能短的時間得到解決問題所需要的分析結(jié)果是在制定分析計劃中的基本原則。運用理論和經(jīng)驗上的判斷,建立簡化模型,只需要選取關(guān)鍵部件就好,并定義合適的邊界條件。


3.評價分析結(jié)果

對分析結(jié)果的評價,首先是判斷結(jié)果的數(shù)量級是否有問題,如果分析結(jié)果明顯比實際大幾十倍,甚至上百倍的,那有可能是參數(shù)設(shè)置錯誤。


當(dāng)然,如果以前做過類似產(chǎn)品的分析,直接和上次的分析結(jié)果做比較,就能判斷結(jié)果是否在正常范圍。


另外,應(yīng)力奇異現(xiàn)象值得關(guān)注,尖角,載荷,接觸關(guān)系和邊界條件的地方,往往會出現(xiàn)過大的不真實的應(yīng)力結(jié)果,不宜用該處的應(yīng)力得出結(jié)論。


仿真結(jié)果最好還需與試驗結(jié)果進行比較,大公司一般會做對應(yīng)的試驗,優(yōu)化仿真模型,尋找仿真結(jié)果與試驗結(jié)果間的規(guī)律。而有些小公司因?qū)嶒灄l件有限,能不做實驗就不做。


4.得出有用結(jié)論

一般要得出有用結(jié)論,往往要做多次分析,評價不同參數(shù)修改后關(guān)鍵指標的變化,是否有什么規(guī)律。


5.優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計

要提出優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計的建議,一般得有多年實踐經(jīng)驗,對產(chǎn)品很熟悉才行。


作為一個有限元分析分析工程師,需要有堅實的理論基礎(chǔ),熟練應(yīng)用必要的有限元分析軟件,以及豐富的工程實踐經(jīng)驗,才能在實際工程項目中,真正用好CAE。