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如何做好有限元分析 胡淼（分析产品经理）
' D7 Y0 }; k, Q& M- p. a& X3 X分析前准备
/ A; m: |' y1 R f3 t- 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。
" [# z6 V1 `1 N' x# Q; z# P
`2 Y$ K, R. n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。
: [$ o' y9 F- q5 W$ Q$ F 2. 若求解不出来，想办法让他求解出来。这点下面再详述。
" z' |2 N( b7 b( n! h9 b; x1 @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。 a, B' k- c- v6 V- d
3. 若有接触问题，看接触力以及接触面积是否合理。" O. [* y' Y# X3 n; m; r5 w9 x, x) P
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。
1 A9 A; V+ n: g$ ?% V* p; D0 J+ X [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。
9 \$ s Z p# ?' b0 l s3 a* T 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。
! r8 h' o5 Z+ d+ d5 [ 3. 边界条件施加不合理。
6 I) a9 g' n+ C8 n0 c: P 4. 网格太粗，换细一点的试试看。# ?, T" [- H$ }' R4 Q: K
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。
7 r+ H1 |$ H, U. f7 I6 u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。# o3 Q0 G5 f7 \# E# L3 k) |' k
2. 注意有无刚体运动的发生。
) m# h+ I: b; O, e( C2 J7 i1 s& ]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。
3 ? A! F2 T! [. p, J4. 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。
/ {" p' A) D' B% m& H5. 是否有「孤立的单元」。
5 I1 _* A* ]( {# a( K6. 是否分析模型太大，计算机跑不动。
b, Z# h+ X$ A& p/ F7. 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。 d" v8 ~3 J3 X" P" l9 @' N
8. 请教别人。5 l& n" N) g7 z4 J; ]
9. 接洽软件设计公司或代理公司。
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发表于 2013-12-6 11:09:21
