Skip to main content
Ova se stranica prikazuje pomoću automatiziranog prijevoda. Umjesto toga, pogledaj na engleskom?

Analiza konačnih elemenata

Analiza konačnih elemenata (FEA) virtualno je modeliranje i simulacija proizvoda i sklopova za strukturne, akustičke, elektromagnetske ili toplinske performanse. FEA je praktična primjena metode konačnih elemenata (FEM).

Što je analiza konačnih elemenata?

Analiza konačnih elemenata je modeliranje proizvoda i sustava u virtualnom okruženju radi pronalaženja i rješavanja potencijalnih (ili postojećih) problema performansi proizvoda. FEA je praktična primjena FEM-a, koju inženjeri i znanstvenici koriste za matematičko modeliranje i numeričko rješavanje složenih strukturnih, akustičkih, elektromagnetskih, toplinskih, fluidnih i multifizičkih problema. FEA softver može se koristiti u širokom rasponu industrija, ali se najčešće koristi u zrakoplovnoj, automobilskoj industriji, elektronici, industrijskim strojevima, pomorskoj industriji i industriji potrošačkih proizvoda.

Model konačnih elemenata (FE) sastoji se od sustava točaka nazvanih "čvorovi", koji tvore oblik dizajna. S tim čvorovima povezani su konačni elementi koji tvore mrežu konačnih elemenata i sadrže materijalna i strukturna svojstva modela, definirajući kako će reagirati na određene uvjete. Gustoća mreže konačnih elemenata može varirati u cijelom materijalu, ovisno o predviđenoj promjeni razine naprezanja određenog područja. Regije koje doživljavaju velike promjene u stresu obično zahtijevaju veću gustoću mrežice od onih koje imaju male ili nimalo varijacije stresa. Točke od interesa mogu uključivati točke loma prethodno testiranog materijala, filete, kutove, složene detalje i područja visokog naprezanja.

Povezani proizvodi: Simcenter 3D | Simcenter Nastran | Simcenter Femap | Simcenter Magnet gt; | Dizajn e-stroja Simcenter | Simcenter FLOEFD za NX

Person wearing VR headset with holographic interface projection
Vizualni Simcenter Nastran software, vrhunski rješavač metode konačnih elemenata (FEM).

Iskoristite FEA za poboljšanje performansi proizvoda

Pogledajte kako drugi koriste FEA za projektiranje inovacija pomoću Simcentra.

Otkrijte prednosti

FEA je dobro uspostavljena metodologija koja se često koristi za zamjenu ili dopunu eksperimentalnih i analitičkih metoda kako bi se pomoglo inženjerskom dizajnu i analizi svakodnevnih proizvoda. U usporedbi s prototipizacijom i eksperimentima, simulacije temeljene na FEA nude sljedeće prednosti.

Povećajte performanse

Analiza konačnih elemenata omogućuje brzu analizu i istraživanje inženjerskih mogućnosti za povećanje performansi proizvoda.

Smanjenje vremena

Analiza konačnih elemenata pomaže vam da optimizirani dizajn proizvoda dovedete na tržište brže od metode izgradnje i testiranja.

Smanjenje troškova

Korištenjem analize konačnih elemenata možete značajno smanjiti troškove razvoja proizvoda u usporedbi s tradicionalnim fizičkim procesima testiranja temeljenima na prototipu.

Koraci u procesu simulacije FEA

Bez obzira na softver koji se koristi, većina FEA simulacija slijedi ove generalizirane korake.

3D model okvira automobila s vizualnim mapiranjem topline iz Simcenter 3D software.

Prethodna obrada

Faza predobrade uključuje uređivanje geometrije i pripremu za simulaciju. U procesu koji se naziva mrežom, alat za prethodnu obradu pretvara geometriju dizajna u male konačne elemente prije primjene svojstava materijala, opterećenja, ograničenja i parametara simulacije.

Softver za simulaciju CFD-a započinje iterativno rješavati diskretizirane jednadžbe pomoću CFD rješavača.

Rješavanje

Softver za simulaciju FEA započinje iterativno rješavati diskretizirane jednadžbe pomoću rješavača. Ovaj korak može zahtijevati značajno vrijeme ili računalne resurse. Za složene simulacije, više se poduzeća okreće računalstvu u oblaku kao isplativom rješenju ovog problema.

Linearna analiza mehaničke strukture vizualno iz Simcenter 3D software.

Naknadna obrada

Nakon završetka rješavanja, sljedeći korak je analiza i vizualizacija rezultata simulacije kvalitativno i kvantitativno koristeći izvješća, monitore, grafikone, 2D/3D slike i animacije. Provjera i validacija rezultata također su uključeni u ovu fazu.

Vrste FEA analize

1D analiza (modeli snopa) 1D analiza odnosi se na primjenu modela stvorenih isključivo jednodimenzionalnim elementima koji se sastoje od samo dva čvora, poput elemenata snopa. 1D analiza može biti dobra u razmatranju ranih faza analize struktura koje su obično komplicirane za modeliranje, poput karoserije automobila ili okvira zrakoplova. Model 1D snopa može pomoći inženjerima da brzo procijene dinamiku tijela prije nego što cijela geometrija bude spremna za dublju analizu.

2D analiza (modeli ljuske) Inženjeri povezuju geometriju s dvodimenzionalnim elementima kao što su četverostruki ili trokutni element za tijela tankih stijenki, poput dijelova izrađenih od lima. Svojstva elementa zatim definiraju debljinu elementa ljuske koju će rješavač koristiti za izračunavanje naprezanja, naprezanja i drugih rezultata. FEA preprocesori imaju algoritme za brzo povezivanje koji pomažu inženjerima da stvore mrežicu ljuske na geometriji.

3D analiza (čvrsti modeli) Za čvrstu, krupnu geometriju, poput bloka motora, inženjeri koriste čvrste trodimenzionalne elemente za predstavljanje geometrije. Tetra, piramida i šesterokutni elementi stvaraju se u cijelom čvrstom tijelu. FEA preprocesori imaju alate koji su inženjerima potrebni za stvaranje modela čvrste mreže.

Multifizika FEA Moderna FEA više je od puke simulacije jedne domene fizike pojedinačno. Danas je FEA postao mnogo multidisciplinarniji omogućavajući inženjerima da spajaju različite fizike zajedno, poput interakcije tekućine i strukture (FSI), toplinsko-mehaničke simulacije, dinamike više tijela sa strukturnim fleksibilnim tijelima zasnovanim na Fe, elektromehaničko-termičke i još mnogo toga. Simulacija multifizike od temeljne je važnosti u sve složenijim proizvodima koji zahtijevaju holistički inženjering na više domena za postizanje maksimalnih performansi.

Istražite proizvode povezane s FEA-om

Isprobajte FEA softver besplatno

Simcenter 3D software vizualni prikazi koji predstavljaju simulacijski model dizajna traktora.

Simcenter 3D probna verzija

  • Brzo transformirajte CAD geometriju u upotrebljivu geometriju za simul
  • aciju Učinkovito mrežite i riješite svoje modele za strukturnu analizu kako biste stekli uvid u performanse dizajna
  • Brzo ažurirajte simulacijski model Simcenter 3D software dizajnirati promjene tako da možete ponovno simulirati za nekoliko sekundi

Često postavljana pitanja

Saznajte više

Pregled

Webinar na zahtjev | Pon ovna upotreba naslijeđenih podataka konačnih elemenata za stvaranje modela na razini sustava Webinar na zahtjev | Pojednostavljivanje dizajna broda

simul

acijom i upravljanjem podacima

Slušaj

Podcast | Napredak dizajna i simulacije elektromotora uz Adrian Perreg

aux Podcast | Executable Digital Twins: Pametni sat za strojeve

Pročitajte

Blogovi | Otkrijte sve Simcenter FEA blogove

Mehanička simulacija | Predvidite mehaničke performanse u više disciplina pomoću CA

E