Skip to main content
Šis puslapis rodomas naudojant automatinį vertimą. View in English instead?

Baigtinių elementų analizė

Baigtinių elementų analizė (FEA) yra virtualus gaminių ir mazgų modeliavimas ir modeliavimas, skirtas konstrukciniam, akustiniam, elektromagnetiniam ar šiluminiam našumui. FEA yra baigtinių elementų metodo (FEM) praktinis taikymas.

Kas yra baigtinių elementų analizė?

Baigtinių elementų analizė yra produktų ir sistemų modeliavimas virtualioje aplinkoje, siekiant rasti ir išspręsti potencialius (arba esamus) produkto našumo klausimus. FEA yra praktinis FEM taikymas, kurį inžinieriai ir mokslininkai naudoja matematiškai modeliuoti ir skaitmeniškai išspręsti sudėtingas struktūrines, akustines, elektromagnetines, šilumines, skysčių ir multifizikos problemas. FEA programinė įranga gali būti naudojama įvairiose pramonės šakose, tačiau dažniausiai naudojama aeronautikos, automobilių, elektronikos, pramoninių mašinų, jūrų ir plataus vartojimo produktų pramonėje.

Baigtinių elementų (FE) modelis apima taškų sistemą, vadinamą “mazgais”, kurie sudaro konstrukcijos formą. Prie šių mazgų yra prijungti baigtiniai elementai, kurie sudaro baigtinių elementų tinklelį ir kuriuose yra modelio medžiagos ir struktūrinės savybės, apibrėžiančios, kaip jis reaguos į tam tikras sąlygas. Baigtinių elementų tinklelio tankis gali skirtis visoje medžiagoje, priklausomai nuo numatomo tam tikros srities įtempių lygių pokyčio. Regionai, kurie patiria didelius streso pokyčius, paprastai reikalauja didesnio akių tankio nei tie, kurie patiria mažai įtampos svyravimų arba jų nėra. Lankytinos vietos gali būti anksčiau išbandytos medžiagos lūžių taškai, filė, kampai, sudėtingos detalės ir didelio įtempio sritys.

Susiję produktai: Simcenter 3D | Simcenter Nastran | Simcenter Femap | Simcenter MAGNET | “Simcenter” el. mašinos dizainas | “Simcenter FLOEFD”, skirtas NX

Person wearing VR headset with holographic interface projection
“Simcenter Nastran software, geriausio baigtinių elementų metodo (FEM) sprendėjo, vaizdinys.

Pasinaudokite FEA, kad pagerintumėte savo produkto našumą

Pažiūrėkite, kaip kiti naudoja FEA, kad sukurtų inovacijas naudodami “Simcenter”.

Atskleiskite privalumus

FEA yra nusistovėjusi metodika, dažnai naudojama eksperimentiniams ir analitiniams metodams pakeisti arba papildyti, siekiant padėti inžineriniam kasdienių produktų projektavimui ir analizei. Palyginti su prototipų kūrimu ir eksperimentais, FEA pagrįsti modeliavimai siūlo šiuos privalumus.

Padidinkite našumą

Baigtinių elementų analizė leidžia greitai analizuoti ir ištirti inžinerines galimybes didesniam produkto našumui.

Laiko sumažinimas

Baigtinių elementų analizė padeda jums pateikti optimizuotą produktų dizainą į rinką greičiau nei kūrimo ir bandymo metodas.

Išlaidų mažinimas

Pasitelkę baigtinių elementų analizę, galite žymiai sumažinti savo produkto kūrimo išlaidas, palyginti su tradiciniais fiziniais prototipais pagrįstais testavimo procesais.

FEA modeliavimo proceso žingsniai

Nesvarbu, kokia programinė įranga naudojama, dauguma FEA modeliavimų atlieka šiuos apibendrintus veiksmus.

Automobilio rėmo 3D modelis su šilumos žemėlapių vaizdiniu iš Simcenter 3D software.

Išankstinis apdorojimas

Išankstinio apdorojimo etapas apima geometrijos redagavimą ir paruošimą modeliavimui. Proceso, vadinamo tinkleliu, išankstinio apdorojimo įrankis, prieš taikydamas medžiagos savybes, apkrovas, apribojimus ir modeliavimo parametrus, paverčia projektinę geometriją mažais baigtiniais elementais.

CFD modeliavimo programinė įranga pradeda iteratyviai spręsti diskretizuotas lygtis, naudodama CFD sprendėją.

Sprendimas

FEA modeliavimo programinė įranga pradeda iteratyviai spręsti diskretizuotas lygtis naudodama sprendėją. Šis žingsnis gali pareikalauti daug laiko ar skaičiavimo išteklių. Sudėtingiems modeliavimams daugiau įmonių kreipiasi į debesų kompiuteriją kaip ekonomišką šios problemos sprendimą.

Linijinė mechaninės struktūros vizualinė analizė iš Simcenter 3D software.

Paskesnis apdorojimas

Kai sprendimas bus baigtas, kitas žingsnis yra kokybiškai ir kiekybiškai analizuoti ir vizualizuoti modeliavimo rezultatus naudojant ataskaitas, monitorius, sklypus, 2D/3D vaizdus ir animacijas. Į šį etapą taip pat įtraukiamas rezultatų patikrinimas ir patvirtinimas.

FEA analizės tipai

1D analizė (spindulių modeliai)
1D analizė reiškia modelių, sukurtų tik iš vieno mačio elementų, sudarytų tik iš dviejų mazgų, tokių kaip pluošto elementai, taikymą. 1D analizė gali būti naudinga nagrinėjant struktūrų, kurias paprastai sudėtinga modeliuoti, pavyzdžiui, automobilio kėbulas ar lėktuvo rėmas, ankstyvoje stadijoje. 1D spindulių modelis gali padėti inžinieriams greitai įvertinti kėbulo dinamiką, kol visa geometrija bus paruošta gilesnio lygio analizei.

2D analizė (apvalkalo modeliai)
Inžinieriai apjungia geometriją dviejų matmenų elementais, tokiais kaip keturkampis ar trikampis elementas plonasieniams kūnams, kaip ir dalys, pagamintos iš lakštinio metalo. Tada elemento savybės apibrėžia apvalkalo elemento storį, kurį sprendėjas naudos stresui, padermėms ir kitiems rezultatams apskaičiuoti. FEA preprocesoriai turi greito tinklelio algoritmus, kurie padeda inžinieriams sukurti apvalkalo tinklelį ant geometrijos.

3D analizė (kietieji modeliai)
Tvirtai, stambiai geometrijai, pavyzdžiui, variklio blokui, inžinieriai geometrijai pavaizduoti naudoja tvirtus 3 matmenų elementus. Tetra, piramidės ir šešiakampiai elementai yra sukurti visame kietajame kūne. FEA išankstiniai procesoriai turi įrankius, kurių inžinieriams reikia norint sukurti tvirtus tinklinius modelius.

Multifizika FEA
Šiuolaikinė FEA yra daugiau nei tik vieno fizikos srities imitavimas atskirai. Šiandien FEA tapo daug daugiadalykesnė, leisdama inžinieriams sujungti skirtingas fizikas, tokias kaip skysčio ir struktūros sąveika (FSI), terminis-mechaninis modeliavimas, daugiakūnių dinamika su struktūriniais FE pagrįstais lanksčiais kūnais, elektromechaninis-šiluminis ir kt. Multifizikos modeliavimas yra labai svarbus vis sudėtingesniuose produktuose, kuriems reikia holistinės kryžminės srities inžinerijos, kad būtų pasiektas maksimalus našumas.

Susipažinkite su FEA susijusiais produktais

Išbandykite FEA programinę įrangą nemokamai

Simcenter 3D software vaizdai, vaizduojantys traktoriaus dizaino modeliavimo modelį.

“Simcenter 3D” bandomoji versija

  • Greitai transformuokite CAD geometriją į modeliavimui naudojamą geometriją
  • Efektyviai tinklelio ir išspręsti savo modelius struktūrinei analizei gauti įžvalgų apie projektavimo efektyvumą
  • Greitai atnaujinkite modeliavimo modelį su Simcenter 3D software, kad galėtumėte projektuoti pakeitimus, kad galėtumėte vėl imituoti per kelias sekundes

Dažniausiai užduodami klausimai

Sužinokite daugiau

Žiūrėti

Internetinis seminaras pagal pareikalavimą | Senųjų baigtinių elementų duomenų pakartotinis naudojimas sistemos lygio modeliams kurti

Internetinis seminaras pagal pareikalavimą | Laivų projektavimo supaprastinimas naudojant modeliavimą ir duomenų valdymą

Klausyk

Podcast | Pažangus elektros variklių projektavimas ir modeliavimas su Adrian Perregaux

Podcast | Vykdomieji skaitmeniniai dvyniai: išmanusis laikrodis mašinoms

Skaityti

Dienoraščiai | Atraskite visus Simcenter FEA tinklaraščius

Mechaninis modeliavimas | Prognozuokite mechaninį našumą keliose disciplinose naudodami CAE