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如何做好有限元分析 胡淼（分析产品经理） ' E/ w6 L& L- k' X z' L
分析前准备
1 o' C( o* |/ F6 i% |- 有必要时，参考别人针对类似问题的分析方式。
- 先针对简单的问题作分析，以了解相关的力学现象，并借此了解有限元以及软件的操作。
- 根据以上两点，以及现有设备(计算机速度快不快)以及时间，做适当的简化假设、设定适当的边界条件、材料性质，并决定要采用线性分析、非线性分析、稳态或瞬时等。
- 针对所要分析的问题先研读相关基础理论。
- 决定所分析之工程问题最关键点位于何处。例如应力集中，或有接触的地方。
- 根据以前的人做相关问题的经验，或由简单弹性力学概念，预先评估会遭遇何种困难，以及解决方式。
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分析求解 1. 若求解时间过久，可以先去做别的事，例如睡觉、吃饭看书。换句话说，不要浪费时间。
# f& L) g' a' ^) h 2. 若求解不出来，想办法让他求解出来。这点下面再详述。
4 j1 l% a) }* X, r$ l8 `+ G0 F后处理以及如何判断结果是否正确或合理 1. 经由简单的材料力学判断。这一点很重要，但也不容易，必须要有坚强的材料力学基础才行。 2. 看位移量是否合理。( `) i8 _8 H7 x/ Q" Q% J
3. 若有接触问题，看接触力以及接触面积是否合理。 E. G) x& O9 f2 I
4. 必要时(通常都有这个必要)，高应力集中的地方必须做几个不同的网格粗细，以得到收敛的应力值。
7 G; k, R$ O: c' ?. O j结果不合理 1. 如果位移量太大，那不是力量加太大，不然就是材料刚性弄错，再不然就是因次搞错。
+ D# T! A- U9 G. l 2. 边界条件施加方式错误。例如如果要在边界上施加均匀压力，将其总力P 除以边界上节点数，然后于各个节点上施加集中力例，这样有一个问题，左边网格较细，右边叫粗，所以左边的压力会较大，右边较小，总力虽然正确，但却产生了额外的弯矩。0 |# ^* v* z, m) P
3. 边界条件施加不合理。$ v5 o9 X7 A( K' W
4. 网格太粗，换细一点的试试看。' u, E) F7 L: H- z2 ~3 B
5. 模型简化太多。例如所要分析的问题含有接触现象，但为简化模型，将其忽略，用线性分析，计算结果很不合理，那就要考虑增加接触模型。 5 f0 t, z+ ]) }* q j) @
求解失败 1. 注意是否有些必要参数没加，例如忘了定义材料性质。
1 ~( {8 W8 n9 V2. 注意有无刚体运动的发生。
8 k* t) y8 D) Z( ^3. 是否输入不合理的材料性质，例如超过0.5 的泊松比，或负的杨氏模量。
! u" Y" x- c! p+ |' {2 T4. 接触问题中，外力或位移的进给量是否太大，或接触单元网格太粗。6 _! r4 \" ?2 K
5. 是否有「孤立的单元」。$ f7 i3 W9 L; }/ \4 {
6. 是否分析模型太大，计算机跑不动。
5 U8 q, v: X9 e" T; ^1 N7. 在较进阶的问题中，有些参数的设定必须详细参考软件工具书，或研读相关理论，方能解决问题。
) o$ z# N; @) P8 ]8. 请教别人。
, {4 m3 P! w+ d2 f( W3 U2 c9. 接洽软件设计公司或代理公司。 ! ]. ?+ z. j" e" j q9 p* X
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发表于 2013-12-6 11:09:21
