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    ◈ 淺談有限元分析應用

    隨著國內工業技術的發展,產品從低端到高端邁進,全民進入埋頭苦干扎實研究的階段。進入這個階段后,對新產品的研發方式有了新的認識。研發方式從仿制到局部改進,到全方位的研發。伴隨著對全新產品的研發,數值仿真分析,典型的如有限元仿真,成了研發階段必不可少的過程。有限元分析作為一種成熟的技術手段,在各行業各領域廣泛應用。很多設計工程師在研發階段也引入有限元仿真分析,但是經過仿真分析,打樣加工后產品達不到設計要求,產品會出現設計漏洞或瑕疵,或者功能完全不能實現。于是一言一概之,有限元分析不準確,純屬騙人。

    本人從事有限元分析10幾年,談談對有限元分析的一些見解,不同的意見大家互相包容。首先,說有限元分析一點都不準純屬騙人的設計工程師,要么是被有限元害的太苦,要么是對分析工程師的一種職業偏見,而后一種更常見。因為分析工程師與設計工 程師交集很多,設計工程師完成設計后將設計產品交給分析工程師進行仿真分析,分析完成后通常有許多地方達不到要求,因此對達不到要求的地方就需要設計工程師 進行改進,一次兩次修改,來來回回改進次數多了,就會產生抱怨,甚至有些產品受設計條件限制,怎么修改都達不到要求,于是設計工程師就會對老板說,仿真分析 其實不準確,根本沒必要,我從事設計多少多少年,人家都是這么做的,一點問題沒有。

    其次,有限元分析是一種數值仿真分析,對數值非常敏感,因此受模型簡化、邊界條件、載荷方式、單元類型等影響非常大,F在很多分析經驗比較欠缺的仿真工程師 ,對這些方面把握不好,很容易造成計算結果失真。以前遇到一個畢業三年的碩士,做一個簡單座椅鋼架的受力分析,這位大神拿到模型后,對模型完全不簡化,直接建立網格,設定邊界加載,然后提交計算。最后算了一天,沒有出來結果。主管來問分析進展,就找一堆理由,夸大分析的難度,拖延了設計周期,使得公司各級人員 對仿真分析人員產生誤解,對仿真分析行業形成偏見。

    第三,有限元分析是一種數值逼近,所以不可避免的會有誤差。同時仿真分析領域非常廣泛,常規工程應用的計算可以通過仿真分析達到設計目的,但是不是所有事情 都可以通過仿真分析來實現。作為一位經驗豐富的工程師,通?梢耘袛嗄膫項目能實現仿真,分析能得到什么結果,計算精度能達到多少。

    舉個簡單的案例,以前東莞的某個連接器公司,他們的一款產品在插入過程中舌端根部經常斷裂,設計工程師憑經驗修改了很多方式,但是就是達不到要求。后來他們 就想做個有限元分析,于是把產品發到深圳有限元分析工程技術有限公司。我們拿到設計產品后,對產品進行各種優化分析,最后提出了與他們理解完全相反的修改方式。他們開始非常質疑,但是經過我們詳細說明產品的受力過程,他們采納了我們的意見,并根據修改意見重新加工。事實說明,該修改方案非常成功,出廠后該產品的不良率直接降低至 五萬分之一。

    總體說來,仿真分析是一門綜合技能,需要扎實的理論基礎,包括物理學、力學、數值計算等,也需要豐富的工程經驗,希望廣大分析工程師能夠在提高自身分析技能 的基礎上,加強職業素養,實事求是的給出分析結果。同時也希望設計工程師能充分理解分析工程師的工作職責,分析工程師完成分析后,要求修改設計并不是故意刁難設計,而是對設計的一種尊重,目的是把設計做的更好、更安全、更完美。

     

     

     

    深圳有限元分析工程技術有限公司(Fealtd),面向全球客戶提供專業有限元分析技術服務,在結構、流體、電磁、多物理場耦合、成型、模態、振動、疲勞等方面的分析積累了非常豐富的經驗,目前已成功為航空航天、汽車、船舶、兵器、鐵路、電子電器、建筑、重工等行業客戶完成了項目cae分析、cae定制開發、cae技術培訓以及課題研究等服務。 

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