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求解
在一个简单的线性静态分析,或者一个自由模态分析过程中,基本上不需要你做太多工作。有限元程序中的默认设置能够很好的处理这类问题。实际的分析将会告诉你,如果这类问题分析过程中因为报错而停止计算,通常是因为你在前处理阶段犯了错误。这里介绍一些常见的错误:
• 单元质量
• 无效的材料属性
• 材料属性没有赋予单元
• 模型约束不足(模型在外部载荷作用下显示出刚体位移)
这些建模问题中的一部分在“HyperWorks StarterKit Video Series”中进行了讨论
可视化(后处理)
求解成功后,接下来就是进行仿真结果的后处理(用 HyperView 观察云图,HyperGraph 进行二维/三维数据处理)。观察应力、应变和变形云图,检查部件在各种载荷条件下如何响应。根据结果,可能需要对部件进行改动,然后重新做一次仿真分析,检查改动如何影响该部件。
这样就算完成了有限元仿真分析。
实际仿真将表明在很多项目中,上述流程必须重新进行,因为仿真结果显示改动后的部件并没有预期的性能。很明显,重新进行 CAD 设计(进行改动),然后重新进行整个有限元分析令人厌烦。
一个非常有效(并且令人激动)的技术可以加速这个流程,这个技术叫做 Morphing。应用 morphing 技术,可以让 CAE 工程师改变有限元模型的几何外形,比如改变半径,改变加强筋的厚度,改变倒角形状,等等。Morphing之后的有限元模型,可以导出(无需网格重划分),CAE 工程师可以马上对改动后的部件进行重新分析。
Morphing 有限元模型的一个例子如下图所示:
个人进行有限元分析,不仅容易发生很多人为的错误,比如定义材料或者载荷时输入错误。而且选择建模的假设(例如几何简化、选择单元类型和单元尺寸等),必须花费很多精力。虽然有限元求解器可以检查其中的一些主要错误,但是很可能你的分析结果是由有问题的模型得到的。下面的章节主要着笔于有限元分析的挑战和常见问题。
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