第1章_FEA常见错误.pdfVIP

I 常见错误 本章包含“Practical Finite Element Analysis”一书中的部分内容，Matthias Goelke 和Gareth Lee 增加了部分内容，并审阅了本章。 1.1 组织类的错误 接下来我们将分享不同职能部门的CAE 工程师易犯的错误。 CAE 工程师： 1) 提交任务时没有检查模型（应该由两位工程师相互检查）：检查他人的模型是一件非常枯燥且不乐意接受 的工作，但此项工作却非常重要且需要尽心尽责。模型应该反复检查所有的细节，确保高质量，并将失误 率降到最低。 举个例子，一家 CAE 服务供应商提交了一个网格模型给他们的老客户，除了材料属性，其他都非常 不错。终端用户的分析工程师多年来已经习惯了这家 CAE 供应商提交的没有错误的模型。因此，他没有 检查模型的材料属性，就开始盲目分析。在设计后期，发现了该模型分析结果和以前类似分析的结果有很 大区别。经过仔细检查模型后，分析人员才意识到是材料属性的区别。因此，请在提交工作之前再仔细检 查一遍，然后再让你的同事检查一遍。同时也要求你的客户在进行分析前从各个方面再检查模型一次。 2) 输入/输出错误：有些前处理软件并不会输出所有的单元和边界条件，除非设置了相应的控制选项或使用特 殊转换器。一个CAE 团队针对某特定求解器输出一个大规模网格的模型，一些特殊单元（如RBE3 单元） 由于转换器的问题无法输出。这些单元是模型中额外的连接，在模型检查中不会影响刚体模态。求解器完 全按照输出的模型进行求解。根据CAE 的结果，CAD 工程师设计出产品样品。测试结果将与分析结果不 一致，导致修改产品设计。CAD 新数据将反馈给网格小组，这样也只是改变了局部设计结构，而没有在最 初的模型连接关系上做修改。但是这次，CAE 团队有了全新的前处理软件，输出将保证100%成功，所有 的单元包括前期没有输出的单元也将输出。新的结果将同原始结果有很大的不同，在仔细检查模型，对比 单元数量后，分析人员才意识到部分刚体单元丢失的问题。几百个工程师同时开展相关工作，包括CAD、 原型、测试、规划人员等等，谁负责产品延迟以及相应的损失呢？是分析人员还是服务供应商还是前处理 软件？强烈建议在给客户模型之前，导入网格模型，检查所有网格质量，并对比每一个类型的单元数量， 如三角型单元、刚性连接、弹簧、质量块等。 3) 经验是最好的老师：CAE 工程师通常需要较高的资历，经验丰富，知识广博并知道如何解决问题。新工程 师最好的老师，毫无疑问是这些经验丰富的老工程师。软件培训人员或者工程咨询人员往往并不会了解客 户到底需要哪些东西。每个公司都应该鼓励和特别激励老工程师分享他们的经验。 4) 网格划分被认为是技术含量低的工作，硕士或博士不愿意在网格划分上花费时间：有时在硕士和博士中会 出现一些危险的倾向，他们觉得网格划分是一件技术含量低的工作，自己完全能够胜任，不应该在这上面 花费时间。大厦尚需良基，网格划分是 CAE 的基础。至少在最初几年，分析人员应该被鼓励去进行网格 划分。 5) 分析人员不愿意访问产品部门、测试部门，也不愿意去学习产品制造、功能或失效的相关知识：坐在空调 办公室的电脑面前，提交一份漂亮的计算报告不会让 CAE 工作很成功。经常拜访测试部门，观察结构的 各个组成，对比实际与模拟的表现等是完全必要的。了解产品如何工作、如何制造、如何测试、实际表现 如何，将大大的提高CAE 工作的质量。 6) 提供关于数据测量和测试的相关培训：强烈建议针对CAE 工程师开展关于数据测量和测试的基础培训。 7) 没有考虑时间、软硬件能力而无谓强调建模细节：有限元分析是一种近似方法，无视当前的软硬件资源而 过分强调细节将导致问题复杂化。例如，当分析一个结构时，失效发生在实体结构，则此时螺栓应该简化， 用梁单元和刚性单元连接代替。 8) 忠于特定软件并对学习使用新软件存在抵触：工程师使用特定的软件多年，不愿意更换到新的软件。没有 一款商业软件是完美的，每一个软件都有其优缺点。在服务行业，最关心的是工作效率和质量。尽管一款 软件很好，但是需要更多的时间，那么最好使用耗时少的软件。有时组合使用两种软件效率更高。例如网 格划分采用一款软件，而网格质量改进和重划则使用另一款软件。CAE 工程师应该忠于他的职责而不是软 件工具。 9) 在设计链中，设计工程师才是最重要的人，而不是CAE 工程师：CAE 工程