你知道有限元分析6個關(guān)鍵點嗎？

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CAE仿真也有了一定的認識。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和高效。

有限元分析是一個復(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。

對上面簡化的步驟可能不是很好理解，那我摘取了六個關(guān)鍵點，其中包括：幾何模型、模型裝配、網(wǎng)格劃分、約束與負載、求解設(shè)置、結(jié)果分析。而在進行有限元分析的時候，每一個關(guān)鍵點都是至關(guān)重要的。

關(guān)鍵點一：幾何模型的準備

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

實體結(jié)構(gòu)：需對原始3D模型進行簡化、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)之間可通過多點約束方程技術(shù)實現(xiàn)連接。

關(guān)鍵點二：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、彈簧、梁、焊點、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)鍵點三：網(wǎng)格劃分

網(wǎng)格劃分是將實際結(jié)構(gòu)近似為單元組合體的過程。總體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。之前有寫《關(guān)于有限元網(wǎng)格劃分的6個誤區(qū)》。

關(guān)鍵點四：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)量對分析的影響是誤差層面的，而邊界條件的錯誤則可能導(dǎo)致分析失敗。

關(guān)鍵點五：分析類型與選項的指定

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

關(guān)鍵點六：結(jié)果查看與分析

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

有限元分析的難點在于對這六個環(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，更需要對物理原理和工程實踐的深刻理解。而我們元王的CAE工程師們做過眾多項目，對于產(chǎn)品的理解和應(yīng)用有著豐富的經(jīng)驗，如果你有相關(guān)問題，可以和我們交流。