Skip to main content
Тази страница се показва с помощта на автоматизиран превод. Вместо това вижте на английски?

Анализ на крайни елементи

Анализът на крайните елементи (FEA) е виртуално моделиране и симулация на продукти и възли за структурни, акустични, електромагнитни или термични характеристики. FEA е практическото приложение на метода на крайните елементи (FEM).

Какво е анализ на крайни елементи?

Анализът на крайните елементи е моделирането на продукти и системи във виртуална среда за намиране и решаване на потенциални (или съществуващи) проблеми с производителността на продукта. FEA е практическото приложение на FEM, което се използва от инженери и учени за математическо моделиране и цифрово решаване на сложни структурни, акустични, електромагнитни, термични, флуидни и мултифизични проблеми. Софтуерът FEA може да се използва в широк спектър от индустрии, но най-често се използва в авиационната, автомобилната, електрониката, промишлените машини, морските и потребителските продукти.

Моделът с краен елемент (FE) включва система от точки, наречени „възли“, които формират формата на дизайна. Към тези възли са свързани крайните елементи, които образуват мрежата на крайните елементи и съдържат материалните и структурните свойства на модела, определяйки как той ще реагира на определени условия. Плътността на мрежата с крайни елементи може да варира в целия материал, в зависимост от очакваната промяна в нивата на напрежение в определена област. Регионите, които изпитват големи промени в стреса, обикновено изискват по-висока плътност на мрежата от тези, които изпитват малки или никакви вариации в стреса. Интересните точки могат да включват точки на счупване на предварително тестван материал, филета, ъгли, сложни детайли и зони с високо напрежение.

Свързани продукти: Симцентър 3D | Симцентър Настран | Симцентър Фемап | Симцентър Магнит gt; | Дизайн на електронна машина Simcenter | Simcenter F

LOEFD за NX
Person wearing VR headset with holographic interface projection
Визуален вид Simcenter Nastran software, водещ решител на метода с крайни елементи (FEM).

Използвайте FEA, за да подобрите производителността на вашия продукт

Вижте как другите използват FEA за проектиране на иновации с помощта на Simcenter.

Открийте ползите

FEA е добре установена методология, често използвана за замяна или допълване на експериментални и аналитични методи за подпомагане на инженерното проектиране и анализ на ежедневните продукти. В сравнение с прототипирането и експериментите, базираните на FEA симулации предлагат следните предимства.

Увеличете производителността

Анализът на крайните елементи ви позволява бързо да анализирате и изследвате инженерните възможности за повишаване на производителността на продукта.

Намаляване на времето

Анализът на крайните елементи ви помага да представите оптимизираните дизайни на продуктите на пазара по-бързо от метод за изграждане и тестване.

Намаляване на разходите

Използвайки анализ на крайни елементи, можете значително да намалите разходите за разработване на продукта в сравнение с традиционните физически процеси на тестване, базирани на прототипи.

Стъпки в процеса на симулация на FEA

Независимо от използвания софтуер, повечето FEA симулации следват тези обобщени стъпки.

3D модел на автомобилна рамка с визуално топлинно картографиране от Simcenter 3D software.

Предварителна обработка

Етапът на предварителна обработка включва редактиране на геометрията и подготовката й за симулация. В процес, наричан мрежоване, инструментът за предварителна обработка преобразува геометрията на проектирането в малки крайни елементи, преди да приложи свойства на материала, натоварвания, ограничения и симулационни параметри.

Софтуерът за симулация на CFD започва итеративно да решава дискретизираните уравнения с помощта на CFD решителя.

Решаване

Со@@

фтуерът за симулация на FEA започва итеративно да решава дискретизираните уравнения с помощта на решителя. Тази стъпка може да изисква значително време или изчислителни ресурси. За сложни симулации все повече предприятия се обръщат към изчисленията в облак като рентабилно решение на този проблем.

Линеен анализ на механична структура визуално от Simcenter 3D software.

Последваща обработка

След като решаването приключи, следващата стъпка е да анализирате и визуализирате резултатите от симулацията качествено и количествено, като използвате отчети, монитори, графики, 2D/3D изображения и анимации. Проверката и валидирането на резултатите също са включени в този етап.

Видове FEA анализ

1D анализ (модели на лъчи) 1D анализът се отнася до прилагането на модели, създадени единствено от едноизмерни елементи, състоящи се само от два възела, като елементи на лъча. 1D анализът може да бъде добър за разглеждане на ранен етап на анализ на структури, които обикновено са сложни за моделиране, като каросерия на автомобила или самолет. Моделът 1D лъч може да помогне на инженерите бързо да оценят динамиката на тялото, преди пълната геометрия да е готова за анализ на по-дълбоко ниво.

2D анализ (модели на черупки) Инж енерите свързват геометрията с двуизмерни елементи като четириъгълен или триъгълен елемент за тънкостенни тела, като части, изработени от ламарина. След това свойствата на елемента определят дебелината на елемента на черупката, която решителят ще използва за изчисляване на напрежението, напреженията и други резултати. Предпроцесорите на FEA имат алгоритми за бързо свързване, които помагат на инженерите да създадат мрежа от черупки върху геометрията.

3D анализ (твърди модели) За твърда, груба геометрия, като блок на двигателя, инженерите използват плътни триизмерни елементи, за да представят геометрията. Тетра, пирамида и шестостенни елементи се създават в цялото твърдо тяло. Предпроцесорите на FEA разполагат с инструментите, от които инженерите се нуждаят, за да създадат модели с твърда мрежа.

Мултифизика FEA Модер ната FEA е нещо повече от просто симулиране на един домейн на физиката поотделно. Днес FEA стана много по-мултидисциплинарен, като дава възможност на инженерите да обединят различни физики заедно, като взаимодействие течност-структура (FSI), термично-механична симулация, динамика на много тела със структурни Fe-базирани гъвкави тела, електромеханично-термични и др. Сим@@ улацията на мултифизика е от основно значение във все по-сложните продукти, изискващи цялостно инженерство между домейните за постигане на максимална производителност.

Разгледайте продукти, свързани с FEA

Изпробвайте софтуера FEA безплатно

Simcenter 3D software визуални изображения, представляващи симулационен модел на конструкция на трактор.

Симцентър 3D пробна версия

  • Бързо трансформирайте CAD геометрията в използваема геометрия за симулация
  • Ефективно мрежете и решете вашите модели за структурен анализ, за да получите представа за производителността на дизайна Бързо актуализирайте симулационния
  • модел с Simcenter 3D software да проектирате промени, за да можете да симулирате отново за секунди

Често задавани въпроси

Научете повече

Гледай

Уебинар при поискване | Пов торно използване на наследени данни от крайни елементи за създаване на модели на системно ниво Уебинар по заявка | Рационал

изиране на проектирането на кораби

със симулация и управление на данни

Прочети

Блогове | Открийте всички блогове на Simcenter FEA Механична

симулация | Прогнозирайте механи чната производителност в множество дисциплини с

помощта на CAE