应用案例

新闻资讯case

您当前的位置 : 首 页 > 企业资讯 > 行业资讯

你知道有限元分析在工业领域的应用价值吗?

2020-08-05 10:08:04

理论、数值和实验

本文主要从企业对有限元的应用和定位(工业界),谈谈自己的看法。限于眼界和水平,管中窥豹,观点仅作为一种视角参考;同时欢迎读者一起参与讨论,聊聊有限元仿真在自己所处行业的现状和想法。

工业界现状

我国的制造业正处于转型期,总体而言,模仿仍是主流,创造崭露头角。

产品设计仍以试验验证为主,理论分析为辅。

仿真分析在少量行业中得到了应用,但大多数行业仍处于探索阶段,未形成相关的设计标准,仅有极少数行业对仿真分析过程进行了一定的规范和约束。

timg (4).jpg

在工业界中,实验一般可以分为辅助研发而设计的原理性实验和出场检验的鉴定试验;研发过程中的实验自由度较高,是设计的一个环节;而出场检验的试验则根据不同行业的标准规范实施,是产品质量的重要保证。


目前我国大多数企业的设计研发实力较弱,试验主要集中在产品检验和验收环节,前期研发的原理性实验相对较弱。


有限元仿真分析的作用

有限元仿真是做什么用的?分析结果有何意义?如何利用这个方法工具?笔者以为这是我们每一个从业者需要思考的问题。

timg (1).jpg

有限元仿真本身并没有什么特别之处,可以理解为一个偏微分方程求解器,商用软件企业结合不同的专业特点和行业标准,开发了一些专用工具和平台,形成了适合不同学科的有限元分析软件。


模拟VS设计


在做有限元仿真之前,我们首先应该思考的问题,就是本次仿真的目的是什么。


最容易理解的就是通过仿真,模拟一种现象或一段过程;在工业界,这种分析目的广泛存在。如模拟工艺过程、碰撞、多自由度运动、大气模拟等;这类分析大多针对前期原理验证,或功能性仿真验证。由于大多数情况下缺少实验数据支撑,分析相对较困难,分析结果精度较差,通常只能给出定性结论,或参数对结果的影响程度,找出主要矛盾,用以定性的指导设计或实验。

机柜撞击仿真分析.png

另一种应用在工业界更为广泛。有限元仿真作为辅助设计的一个工具,仿真内容并不关心真实工况是怎么样的,而是采用经过统计包络的载荷作为输入,在大多数情况下还会添加安全系数,考核设计的合理性。如土木建筑的抗震设计、汽车白车身分析、压力容器强度设计、电子设备抗振动冲击等。这类分析一般在相对成熟的行业或环节,对标设计规范或试验规范开展仿真分析。因此,真实过程怎样设计师并不关心,此时的仿真分析更像是传统设计中理论分析的代替或延伸。

节约成本&替代实验

以往的设计过程通常是设计完成之后,生产试验件通过试验验证,这种传统的设计模式效率较低、成本较高,每经过一次设计迭代需要耗费大量的人力和物力。

A6$GF9HV[5EY1MT%QBW8{DN.png

有限元仿真可以在设计过程中优化产品,排除不合理的设计,并找到影响性能的关键参数,指导设计和试验;在前期,以较小的代价实现虚拟的设计迭代,减少成本,提高设计效率。


此外,仿真分析还可以替代某些成本过高的试验,甚至是某些无法完成的试验。


试验过程的监测点通常是有限的、离散的,有些测点甚至无法测量,而仿真分析并不受以上限制,可以很方便的观测到关键部位。


不同阶段的作用


在不同的设计阶段,仿真分析扮演的角色不尽相同;如方案阶段的比较、设计阶段的参数优化、产品确认阶段的校核等,关注点不同,分析的内容和方法也有所区别。此外,结合实验数据,不断修正仿真模型和参数,都是企业的核心数据和竞争力。


效率VS精度


仿真分析中,分析效率和精度是对立统一的关系。粗糙的模型、不太准确的参数、软件参数的不合理设置等都会影响结果的精度甚至错误的结果,但对于不同的仿真目的,精度并不总是最重要的,比如仿真的目的仅仅是找到变量对结果的影响程度等,此时只需要保证输入一致即可,而对输入的准确性并没有特别的要求。


精细的模型、准确的参数和合理的软件参数设置势必会大大提高结果的精度,但同时耗费的时间成本较高,随着产品设计的精细化程度增加,对结果精度的要求就越高。


如何平衡仿真分析的效率和精度,只能以靠工程师的理论知识和经验。


标签

本文网址:/news/501.html

最近浏览:

qrcode_for_gh_cd42d99fcd1c_344.jpg

咨询热线:

17391589564

Copyright ? 西安yaboApp官方网站科技股份有限公司 All rights reserved 备案号:陕ICP备14010518号    办公地址:西安市高新区科技一路59号赢园雅筑4号楼
XML 地图 | Sitemap 地图
'); ');
友情链接:百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  百度  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  搜狗  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  360  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马  神马