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有限元分析结果验证的5个步骤
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发布时间:2023-05-22 作者: 浏览数:5251

当你正在解决一个已知的问题时(即作为一个基准),这很容易做到。你只需将你的计算结果与正确的已知结果进行比较……就这样(或者你有一些调整要做,这更有可能!)。

但是通常,你不会知道正确的答案,对吗?这是事情变得有点棘手的时候。如果你和我一样,你可能会有麻烦!你看,我倾向于为我从分析中得到的意想不到的结果找到“奇怪”的理由。我非常擅长这个,我甚至设法说服自己一两次,事情是好的……直到进一步的分析表明不是!

我认为很多人只是想在他们的工作中“成功”。这意味着,如果有意想不到的事情发生,我们会去寻找事实的理由。这当然是一个很好的脑力锻炼,但是我很久以前就学会了实际验证我得到的结果。下面是一个小过程,我试图遵循它!

1.检查变形的形状

我认为变形的形状比它的价值更重要!检查变形的形状,让你有机会思考模型是否按预期工作!这不是代码检查或客户的需求。这一步只适合你,因为它能让你看到一切是否进展顺利。

请注意,您可能需要大幅增加变形的比例来查看模型行为。再说一遍:这不是关于变形的价值,而是关于它的形状!

image.png

2.检查变形值

检查变形值可能有点棘手。这是因为软件通常根据模型大小“自动缩放”变形。这意味着您在屏幕上看到的不是“实际”变形的形状,而是由软件自动选择比例因子的形状(以“增强”用户体验)。

我承认这通常是一个很好的特征,但是它可能会很容易误导人。请务必将变形比例设置为1.0,并在那里查看变形模型。

请记住,过大的变形不是这里唯一的问题。如果你知道模型应该变形,但它没有,那也是有问题的!

3.检查反作用力

这里没有什么你应该感兴趣的东西:

  • 首先,检查你所做的所有简化是否仍然有效

如果你模拟了一个立在地上的花盆,你可能忽略了接触定义,在书的整个底面上模拟了一个垂直支撑。这太棒了…除非你在支撑物上得到拉力!这样的负载不可能出现在那里(当然除非罐子粘在地上)。

记住这一点,如果你想在支撑物上得到一个拉伸反作用力,你知道你所做的假设(忽略接触)是站不住脚的!

  • 检查力-反作用力平衡

除非进行认真的动态分析,否则主动力应该与反作用力保持平衡。因为你通常知道你施加了多少负荷(这是一件好事!)只需检查任何给定方向上的总反作用力,看看该方向上的总载荷值是否匹配。应该是!如果没有,事情就出了问题…

  • 检查“软弹簧”(又称“空气钩”)

有时,你会分析一个“有点”不稳定的问题。你最有可能用一个非常柔软的弹簧(有时被称为“空气钩”)来稳定它。这是一个完全虚假的支持但是它有助于问题的数值计算。

当你完成分析时,检查那些软弹簧的反作用力是一个非常好的主意……因为那里没有真正的支撑,反作用力应该是最小的!

如果不是这样……你需要重新思考弹簧的柔软度或者你添加它的地方。

如果你已经几次改变了软弹簧的位置,而你仍然在空气钩上受到巨大的力,也许你的模型是如此的不稳定,以至于它根本不起作用?

  • 考虑您选择的边界条件

如果你对使用什么样的边界条件有疑问,使用两个集合并比较结果。这样你就会看到你不确定的假设是否会在设计中发挥重要作用。

此外,由于您可以在两种情况下查看变形的模型,因此您可以决定哪种解决方案更现实。

4.看看压力

我通常在检查压力是否可以接受时这样做。但是这里的目标不是评估你计算的部分是好的还是需要加强。我们正在检查我们得到的结果是否有任何意义!

默认情况下,您的软件很可能会向您显示平均压力。这可能不是完美的方法。只要找到使用平均值的地方,然后关闭它。你会惊讶结果会有多大变化!

如果相邻元素的应力差异很大,您应该考虑在该区域细化网格!

通常,在软件中显示结果有几种选择。了解它们并明智地使用它们!

5.做手工计算!

这总是让我至少看起来不奇怪,但我觉得用简化的计算来验证有限元分析结果是一种惊人的超能力!

这篇文章越来越长,手工计算确实值得在有限元分析结果验证中发表。你可以肯定我会在博客上回到这个话题!

想了解有限元分析吗?


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