如何在實(shí)際工程項(xiàng)目中真正用好CAE-有限元分析 |
近年來,CAE仿真技術(shù)的價(jià)值已經(jīng)漸漸深入人心,CAE仿真已經(jīng)不再單單是輔助驗(yàn)證工具,而轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)產(chǎn)品創(chuàng)新的引擎。不少企業(yè)紛紛開始嘗試引入CAE仿真技術(shù),以求真正達(dá)到降本增效的目的。但是,很多時(shí)候卻沒有發(fā)揮出CAE仿真技術(shù)的能量,除了一份仿真報(bào)告什么也沒得到。
在工程實(shí)踐中,提出問題的部門通常是設(shè)計(jì)部門或生產(chǎn)部門,設(shè)計(jì)部門會(huì)提出要求對(duì)某一設(shè)計(jì)進(jìn)行某一方面的驗(yàn)證或優(yōu)化,生產(chǎn)部門會(huì)提出對(duì)在產(chǎn)品生產(chǎn)或使用過程中出現(xiàn)的缺陷或問題進(jìn)行分析和解決。
通常情況下,由于分工的不同,設(shè)計(jì)或生產(chǎn)的工程師對(duì)于有限元分析是沒有經(jīng)驗(yàn)的,他們提出的問題是模糊的:
設(shè)計(jì)工程師會(huì)問,在某種情況下,我的設(shè)計(jì)安全嗎?
生產(chǎn)工程師會(huì)問,為什么這個(gè)產(chǎn)品會(huì)壞呢?
然后是問題的分析,這個(gè)過程是需要仿真分析工程師與設(shè)計(jì)工程師或生產(chǎn)工程師共同完成的,接到設(shè)計(jì)工程師和生產(chǎn)工程師提出的問題時(shí),先對(duì)問題做一個(gè)初步的判斷。
要做出正確的初步判斷,需要對(duì)常見問題的理論有清晰的解決思路,需要對(duì)有限元方法的能力和局限有清楚的認(rèn)識(shí),同時(shí)對(duì)于可能進(jìn)行的有限元分析需要的時(shí)間和人力有準(zhǔn)確的判斷,然后決定是否需要進(jìn)行下一步有限元分析。
決定要進(jìn)行有限元分析,則必須注意以下幾個(gè)流程:
1.明確分析目的
2.建立簡(jiǎn)化模型
3.評(píng)價(jià)分析結(jié)果
對(duì)分析結(jié)果的評(píng)價(jià),首先是判斷結(jié)果的數(shù)量級(jí)是否有問題,如果分析結(jié)果明顯比實(shí)際大幾十倍,甚至上百倍的,那有可能是參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤。
當(dāng)然,如果以前做過類似產(chǎn)品的分析,直接和上次的分析結(jié)果做比較,就能判斷結(jié)果是否在正常范圍。
另外,應(yīng)力奇異現(xiàn)象值得關(guān)注,尖角,載荷,接觸關(guān)系和邊界條件的地方,往往會(huì)出現(xiàn)過大的不真實(shí)的應(yīng)力結(jié)果,不宜用該處的應(yīng)力得出結(jié)論。
仿真結(jié)果最好還需與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,大公司一般會(huì)做對(duì)應(yīng)的試驗(yàn),優(yōu)化仿真模型,尋找仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果間的規(guī)律。而有些小公司因?qū)嶒?yàn)條件有限,能不做實(shí)驗(yàn)就不做。
4.得出有用結(jié)論
一般要得出有用結(jié)論,往往要做多次分析,評(píng)價(jià)不同參數(shù)修改后關(guān)鍵指標(biāo)的變化,是否有什么規(guī)律。
5.優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)
要提出優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的建議,一般得有多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)產(chǎn)品很熟悉才行。
作為有限元分析工程師,需要有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),熟練應(yīng)用必要的有限元分析軟件,以及豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),才能在實(shí)際工程項(xiàng)目中,真正用好CAE。 |