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如何做好有限元分析 胡淼（分析產(chǎn)品經(jīng)理） ' Q# P( [" H p( {4 Z
分析前準(zhǔn)備 ( Y& E/ e3 A n! x/ j8 ^
- 有必要時(shí)，參考別人針對(duì)類似問題的分析方式。
- 先針對(duì)簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)速度快不快)以及時(shí)間，做適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化假設(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(shí)等。
- 針對(duì)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(jiǎn)單彈性力學(xué)概念，預(yù)先評(píng)估會(huì)遭遇何種困難，以及解決方式。: U; m' ~4 t- x; k
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分析求解 1. 若求解時(shí)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(shí)間。
8 e) A7 H4 C$ f, }9 U, U+ C: l+ s6 a- i 2. 若求解不出來，想辦法讓他求解出來。這點(diǎn)下面再詳述。 4 \" H9 N% }7 q. q: [# i
后處理以及如何判斷結(jié)果是否正確或合理 1. 經(jīng)由簡(jiǎn)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(jiān)強(qiáng)的材料力學(xué)基礎(chǔ)才行。 2. 看位移量是否合理。
z; y& n) S( B6 o4 v3. 若有接觸問題，看接觸力以及接觸面積是否合理。( J) I F; M% y# {' \
4. 必要時(shí)(通常都有這個(gè)必要)，高應(yīng)力集中的地方必須做幾個(gè)不同的網(wǎng)格粗細(xì)，以得到收斂的應(yīng)力值。 : G: ]7 J Q1 n4 N9 _
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(cuò)，再不然就是因次搞錯(cuò)。
* G# W1 z; J% U( H& ^9 A 2. 邊界條件施加方式錯(cuò)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(gè)節(jié)點(diǎn)上施加集中力例，這樣有一個(gè)問題，左邊網(wǎng)格較細(xì)，右邊叫粗，所以左邊的壓力會(huì)較大，右邊較小，總力雖然正確，但卻產(chǎn)生了額外的彎矩。
! H! c( m- e( _ 3. 邊界條件施加不合理。* @4 N+ R# j7 [4 G) T
4. 網(wǎng)格太粗，換細(xì)一點(diǎn)的試試看。
9 @$ I% P( y; o/ B, a" Y 5. 模型簡(jiǎn)化太多。例如所要分析的問題含有接觸現(xiàn)象，但為簡(jiǎn)化模型，將其忽略，用線性分析，計(jì)算結(jié)果很不合理，那就要考慮增加接觸模型。
- R' C! W0 c/ ?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)。6 W6 l ?0 `! n: Z. K& \
2. 注意有無剛體運(yùn)動(dòng)的發(fā)生。
! Z# {0 d4 t0 H( i$ I3. 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。9 b; K. ?4 a4 S" j5 R" S& R& J
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。
+ |' K$ N5 X! ^$ V; p) ^3 B. Y) R5. 是否有「孤立的單元」。
. \. M, O+ c; }* c9 ]6. 是否分析模型太大，計(jì)算機(jī)跑不動(dòng)。
# h, Q# O/ s9 h! \% R ~4 f4 x4 a7. 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。
& ?: w. i8 }3 v. v8. 請(qǐng)教別人。
7 |: P1 E: b7 v/ q/ y5 ]9. 接洽軟件設(shè)計(jì)公司或代理公司。
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發(fā)表于 2013-12-6 11:09:21
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