如果認為準確性是指「和實際情況的偏差」的話。那麼主要的影響來自於有限元模型對實際工況的簡化。

這些簡化主要體現在幾何模型,材料,外部載荷和邊界條件上。

這些簡化的影響大小,可以參考《SOLIDWORKS Simulation基礎教程》書中的插圖:

從插圖中可以看到,最大的誤差來源於「夾具」(其實就是邊界條件),其次是載荷,然後是材料,最後纔是幾何模型。

邊界條件和載荷,施加起來需要格外注意,稍有不慎就和實際情況有較大偏差。尤其是那種沒有做過試驗的情況,需要工程師有自己的判斷。比如一個支架用螺釘固定在安裝面上,我們很自然地會在模擬中認為該支架和安裝面之間是牢不可分的,一個全約束就加了上去。實際上,如果載荷比較大,支架會將螺釘拉長,從而和安裝面分離,此時全約束就是一個錯誤的邊界條件,計算結果自然也就會錯得離譜。

材料涉及的內容相當廣泛,是學術界比較喜愛下功夫的地方,在工程中的影響有限。

幾何模型,只要不是那種簡化到親媽都不認識的程度,一般對整體計算結果的影響有限。但是對局部應力集中的影響可能比較大,如果你關心的計算結果正好發生在一些局部地帶,對這些地帶的簡化需要多加小心。

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邊界條件,網格質量,材料屬性,模型簡化。


計算結果的準確性是由網格尺寸、質量,單元類型等決定。模擬的結果是不是準確的,那就要你對工程問題的理解是否透徹,建立的模型簡化情況是否儘可能的還原了工程情況。


最首先的是, 你要把你的實際工況弄清楚,然後在選擇與你實際工況最符合的約束類型與載荷。當然,網格也有影響。但是工況不搭,其他的全是扯淡。


瀉藥,筆者是一個在學海里狗刨的研究生,根據筆者的經驗,從大的方面來說,主要有建模假設、簡化和材料特性兩個方面影響較大。對於結構數值模擬計算來說,對真實結構的建模,無可避免地需要做假設和簡化,這些假設和簡化包括邊界條件的簡化、構件間鏈接方式的簡化、結構構件形狀的假設簡化等。這些假設和簡化將是一個誤差的重要來源。材料特性是誤差的另外一個大的來源,一方面沒有任何一個理論上的材料本構模型能夠絕對真實地反應材料的特性,另一方面,你選的材料特性不見得能較好地反應真實的材料在同樣工況下的材料行為,因此選好材料特性是很重要的。當然影響有限元計算的因素不限於上述這些,還有比如網格劃分、單元類型、迭代計算的方法等等都會或多或少影響結果的準確性。另外一個令人鄙視的地方是:有限元計算的結果是可以人為控制的,這也是很對時候,單一的有限元數值模擬不能發好的文章的原因。


太多了,從材料到網格,涉及到非線性的話就更多了


主要是網格質量,其次是對工況的理解


結構有限分析,我認為誤差來源於兩個方面,第1個方面就是我們的簡化:力學模型的簡化,實體建模的簡化,邊界條件材料等等。第2個方面就是我們數值計算的誤差。你選用了什麼樣的解算器,選用什麼樣的參數。


建模的各方面都會對計算準確性有影響啊,材料屬性是否準確,單元類型如何選擇,網格質量和尺寸是否合理,載荷工況的設置是否符合實際等等。或者哪怕計算沒問題,後處理時工程師的經驗也很會影響最終的結論,例如如何判斷危險位置,材料和結構適用何種失效準則等問題,都是要考慮進去的。

所以說,企業中需要建立規範化的模擬分析流程,並逐步積累實驗數據,調整分析方法,才能將誤差降到最低。


首先要搞清楚你所關心的準確性是相對於客觀實在、抽象化的力學模型、有限元模型還是計算機性能的客觀約束導致的誤差。

從客觀實在抽象為力學模型的過程,必然經歷過幾何模型和本構模型的簡化。這是相對於客觀實在的準確性偏差。

從力學模型到有限元模型,增添的則是離散化帶來的誤差。

從有限元模型到計算機實現,則受限於計算機精度誤差和求解器演算法帶來的誤差。

此外,還有注意結構有限元分析的適用條件,需要滿足連續介質力學假設;對於非定常問題,需要滿足時間軸上有限差分求解的穩定性


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