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發表于 2013-12-6 11:09:21 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

如何做好有限元分析

胡淼（分析產品經理）

分析前準備

有必要時，參考別人針對類似問題的分析方式。
先針對簡單的問題作分析，以了解相關的力學現象，并借此了解有限元以及軟件的操作。
根據以上兩點，以及現有設備(計算機速度快不快)以及時間，做適當的簡化假設、設定適當的邊界條件、材料性質，并決定要采用線性分析、非線性分析、穩態或瞬時等。
針對所要分析的問題先研讀相關基礎理論。
決定所分析之工程問題最關鍵點位于何處。例如應力集中，或有接觸的地方。
根據以前的人做相關問題的經驗，或由簡單彈性力學概念，預先評估會遭遇何種困難，以及解決方式。
0 S' D# r' H) ~& M) A# _8 d

分析求解

1. 若求解時間過久，可以先去做別的事，例如睡覺、吃飯看書。換句話說，不要浪費時間。
2. 若求解不出來，想辦法讓他求解出來。這點下面再詳述。

后處理以及如何判斷結果是否正確或合理

1. 經由簡單的材料力學判斷。這一點很重要，但也不容易，必須要有堅強的材料力學基礎才行。

2. 看位移量是否合理。
3. 若有接觸問題，看接觸力以及接觸面積是否合理。
4. 必要時(通常都有這個必要)，高應力集中的地方必須做幾個不同的網格粗細，以得到收斂的應力值。

結果不合理

1. 如果位移量太大，那不是力量加太大，不然就是材料剛性弄錯，再不然就是因次搞錯。
2. 邊界條件施加方式錯誤。例如如果要在邊界上施加均勻壓力，將其總力P 除以邊界上節點數，然后于各個節點上施加集中力例，這樣有一個問題，左邊網格較細，右邊叫粗，所以左邊的壓力會較大，右邊較小，總力雖然正確，但卻產生了額外的彎矩。
3. 邊界條件施加不合理。
4. 網格太粗，換細一點的試試看。
5. 模型簡化太多。例如所要分析的問題含有接觸現象，但為簡化模型，將其忽略，用線性分析，計算結果很不合理，那就要考慮增加接觸模型。

求解失敗

1. 注意是否有些必要參數沒加，例如忘了定義材料性質。
2. 注意有無剛體運動的發生。
3. 是否輸入不合理的材料性質，例如超過0.5 的泊松比，或負的楊氏模量。
4. 接觸問題中，外力或位移的進給量是否太大，或接觸單元網格太粗。
5. 是否有「孤立的單元」。
6. 是否分析模型太大，計算機跑不動。
7. 在較進階的問題中，有些參數的設定必須詳細參考軟件工具書，或研讀相關理論，方能解決問題。
8. 請教別人。
9. 接洽軟件設計公司或代理公司。