杭州锐达数字技术有限公司
声振论坛 首页 基础理论 查看内容

谈谈设计工程师对有限元分析的偏见

2019-9-10 13:53| 发布者: weixin| 查看: 46| 评论: 0|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 笔者从事有限元分析10几年,谈谈对有限元分析的一些见解,不同的意见大家互相包容。
  随着国内工业技术的发展,产品从低端到高端迈进,全民进入埋头苦干扎实研究的阶段。进入这个阶段后,对新产品的研发方式有了新的认识。研发方式从仿制到局部改进,到全方位的研发。伴随着对全新产品的研发,数值仿真分析,典型的如有限元仿真,成了研发阶段必不可少的过程。

  有限元分析作为一种成熟的技术手段,在各行业各领域广泛应用。很多设计工程师在研发阶段也引入有限元仿真分析,但是经过仿真分析,打样加工后产品达不到设计要求,产品会出现设计漏洞或瑕疵,或者功能完全不能实现。于是一言以概之,有限元分析不准确,纯属骗人。
1.png
  笔者从事有限元分析10几年,谈谈对有限元分析的一些见解,不同的意见大家互相包容。

  首先,说有限元分析一点都不准纯属骗人的设计工程师,要么是被有限元害的太苦,要么是对分析工程师的一种职业偏见,而后一种更常见。
  因为分析工程师与设计工程师交集很多,设计工程师完成设计后将设计产品交给分析工程师进行仿真分析,分析完成后通常有许多地方达不到要求,因此对达不到要求的地方就需要设计工程师进行改进,一次两次修改,来来回回改进次数多了,就会产生抱怨,甚至有些产品受设计条件限制,怎么修改都达不到要求,于是设计工程师就会对老板说,仿真分析其实不准确,根本没必要,我从事设计多少多少年,人家都是这么做的,一点问题没有。

  其次,有限元分析是一种数值仿真分析,对数值非常敏感,因此受模型简化、边界条件、载荷方式、单元类型等影响非常大。
  现在很多分析经验比较欠缺的仿真工程师,对这些方面把握不好,很容易造成计算结果失真。以前遇到一个毕业三年的硕士,做一个简单座椅钢架的受力分析,这位大神拿到模型后,对模型完全不简化,直接建立网格,设定边界加载,然后提交计算。最后算了一天,没有出来结果。主管来问分析进展,就找一堆理由,夸大分析的难度,拖延了设计周期,使得公司各级人员对仿真分析人员产生误解,对仿真分析行业形成偏见。
2.png

  第三,有限元分析是一种数值逼近,所以不可避免的会有误差。
  仿真分析领域非常广泛,常规工程应用的计算可以通过仿真分析达到设计目的,但是不是所有事情都可以通过仿真分析来实现。作为一位经验丰富的工程师,通常可以判断哪个项目能实现仿真,分析能得到什么结果,计算精度能达到多少。

  举个简单的案例,以前某个连接器公司,他们的一款pin在插入过程中舌端根部经常断裂,设计工程师凭经验修改了很多方式,但是就是达不到要求。后来他们就想做个有限元分析,于是把产品发到专业做这方面工作的公司。该公司拿到设计产品后,对产品进行各种优化分析,最后提出了与他们理解完全相反的修改方式。他们开始非常质疑,但是经过详细说明产品的受力过程,他们采纳了这些意见,并根据修改意见重新加工。事实说明,该修改方案非常成功,出厂后该产品的不良率直接降低至五万分之一。

  总体说来,仿真分析是一门综合技能,需要扎实的理论基础,包括物理学、力学、数值计算等,也需要丰富的工程经验,希望广大分析工程师能够在提高自身分析技能的基础上,加强职业素养,实事求是的给出分析结果。同时也希望设计工程师能充分理解分析工程师的工作职责,分析工程师完成分析后,要求修改并不是故意刁难,而是对设计的一种尊重,目的是把设计做的更好、更安全、更完美。

  来源:中国机械社区,作者:深圳市一仿科技。

最新评论

返回顶部