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◈ 浅谈有限元分析应用

随着国内工业技术的发展,产品从低端到高端迈进,全民进入埋头苦干扎实研究的阶段。进入这个阶段后,对新产品的研发方式有了新的认识。研发方式从仿制到局部改进,到全方位的研发。伴随着对全新产品的研发,数值仿真分析,典型的如有限元仿真,成了研发阶段必不可少的过程。有限元分析作为一种成熟的技术手段,在各行业各领域广泛应用。很多设计工程师在研发阶段也引入有限元仿真分析,但是经过仿真分析,打样加工后产品达不到设计要求,产品会出现设计漏洞或瑕疵,或者功能完全不能实现。于是一言一概之,有限元分析不准确,纯属骗人。

本人从事有限元分析10几年,谈谈对有限元分析的一些见解,不同的意见大家互相包容。首先,说有限元分析一点都不准纯属骗人的设计工程师,要么是被有限元害的太苦,要么是对分析工程师的一种职业偏见,而后一种更常见。因为分析工程师与设计工 程师交集很多,设计工程师完成设计后将设计产品交给分析工程师进行仿真分析,分析完成后通常有许多地方达不到要求,因此对达不到要求的地方就需要设计工程师 进行改进,一次两次修改,来来回回改进次数多了,就会产生抱怨,甚至有些产品受设计条件限制,怎么修改都达不到要求,于是设计工程师就会对老板说,仿真分析 其实不准确,根本没必要,我从事设计多少多少年,人家都是这么做的,一点问题没有。

其次,有限元分析是一种数值仿真分析,对数值非常敏感,因此受模型简化、边界条件、载荷方式、单元类型等影响非常大。现在很多分析经验比较欠缺的仿真工程师 ,对这些方面把握不好,很容易造成计算结果失真。以前遇到一个毕业三年的硕士,做一个简单座椅钢架的受力分析,这位大神拿到模型后,对模型完全不简化,直接建立网格,设定边界加载,然后提交计算。最后算了一天,没有出来结果。主管来问分析进展,就找一堆理由,夸大分析的难度,拖延了设计周期,使得公司各级人员 对仿真分析人员产生误解,对仿真分析行业形成偏见。

第三,有限元分析是一种数值逼近,所以不可避免的会有误差。同时仿真分析领域非常广泛,常规工程应用的计算可以通过仿真分析达到设计目的,但是不是所有事情 都可以通过仿真分析来实现。作为一位经验丰富的工程师,通常可以判断哪个项目能实现仿真,分析能得到什么结果,计算精度能达到多少。

举个简单的案例,以前东莞的某个连接器公司,他们的一款产品在插入过程中舌端根部经常断裂,设计工程师凭经验修改了很多方式,但是就是达不到要求。后来他们 就想做个有限元分析,于是把产品发到深圳有限元分析工程技术有限公司。我们拿到设计产品后,对产品进行各种优化分析,最后提出了与他们理解完全相反的修改方式。他们开始非常质疑,但是经过我们详细说明产品的受力过程,他们采纳了我们的意见,并根据修改意见重新加工。事实说明,该修改方案非常成功,出厂后该产品的不良率直接降低至 五万分之一。

总体说来,仿真分析是一门综合技能,需要扎实的理论基础,包括物理学、力学、数值计算等,也需要丰富的工程经验,希望广大分析工程师能够在提高自身分析技能 的基础上,加强职业素养,实事求是的给出分析结果。同时也希望设计工程师能充分理解分析工程师的工作职责,分析工程师完成分析后,要求修改设计并不是故意刁难设计,而是对设计的一种尊重,目的是把设计做的更好、更安全、更完美。

 

 

 

深圳有限元分析工程技术有限公司(Fealtd),面向全球客户提供专业有限元分析技术服务,在结构、流体、电磁、多物理场耦合、成型、模态、振动、疲劳等方面的分析积累了非常丰富的经验,目前已成功为航空航天、汽车、船舶、兵器、铁路、电子电器、建筑、重工等行业客户完成了项目cae分析、cae定制开发、cae技术培训以及课题研究等服务。 

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