Skip to main content
Denne siden vises ved hjelp av automatisk oversettelse. Vis på engelsk i stedet?

Finit elementanalyse

Finite element analysis (FEA) er virtuell modellering og simulering av produkter og sammenstillinger for strukturell, akustisk, elektromagnetisk eller termisk ytelse. FEA er den praktiske anvendelsen av den endelige elementmetoden (FEM).

Hva er endelig elementanalyse?

Finite element analyse er modellering av produkter og systemer i et virtuelt miljø for å finne og løse potensielle (eller eksisterende) produktytelsesproblemer. FEA er den praktiske anvendelsen av FEM, som brukes av ingeniører og forskere til matematisk å modellere og numerisk løse komplekse strukturelle, akustiske, elektromagnetiske, termiske, flytende og multifysikkproblemer. FEA-programvare kan brukes i et bredt spekter av bransjer, men brukes mest i luftfart, bil, elektronikk, industrimaskiner, marine og forbrukerproduktindustrien.

En endelig elementmodell (FE) består av et system av punkter kalt «noder», som danner formen på designet. Koblet til disse nodene er de endelige elementene som danner det endelige elementnettet og inneholder materialets og strukturelle egenskapene til modellen, og definerer hvordan den vil reagere på visse forhold. Tettheten av det endelige elementnettet kan variere gjennom hele materialet, avhengig av den forventede endring i spenningsnivåer i et bestemt område. Regioner som opplever store endringer i stress krever vanligvis en høyere masketetthet enn de som opplever liten eller ingen stressvariasjon. Interessante punkter kan omfatte bruddpunkter av tidligere testet materiale, fileter, hjørner, komplekse detaljer og områder med høy belastning.

Relaterte produkter: Simcenter 3D | Simcenter Nastran | Simcenter Femap | Simcenter Magnet gt; | Simcenter E-maskindesign | Simcenter

FLOEFD for NX
Person wearing VR headset with holographic interface projection
Et bilde av Simcenter Nastran software, en fremste Finite Element Method (FEM) løser.

Utnytt FEA for å forbedre produktytelsen

Se hvordan andre bruker FEA til å utvikle innovasjon ved hjelp av Simcenter.

Avdekk fordelene

FEA er en veletablert metodikk som ofte brukes til å erstatte eller supplere eksperimentelle og analytiske metoder for å hjelpe teknisk design og analyse av hverdagsprodukter. Sammenlignet med prototyping og eksperimenter, gir FEA-baserte simuleringer følgende fordeler.

Øk ytelsen

Finite element analyse lar deg raskt analysere og utforske tekniske muligheter for økt produktytelse.

Tidsreduksjon

Finite elementanalyse hjelper deg med å bringe optimaliserte produktdesign til markedet raskere enn en bygg-og-testmetode.

Kostnadsreduksjon

Ved å utnytte endelig elementanalyse kan du redusere produktutviklingskostnadene betydelig sammenlignet med tradisjonelle fysiske prototypebaserte testprosesser.

Trinn i FEA-simuleringsprosessen

Uansett hvilken programvare som brukes, følger de fleste FEA-simuleringer disse generaliserte trinnene.

3D-modell av en bilramme med varmekartlegging visuell fra Simcenter 3D software.

Forbehandling

Forbehandlingsstadiet innebærer redigering av geometrien og klargjøring av den for simulering. I en prosess som kalles netting, konverterer et forbehandlingsverktøy designgeometrien til små endelige elementer før materialegenskaper, belastninger, begrensninger og simuleringsparametere påføres.

CFD-simuleringsprogramvaren begynner iterativt å løse de diskretiserte ligningene ved hjelp av CFD-løseren.

Løse

FE@@

A-simuleringsprogramvaren begynner iterativt å løse de diskretiserte ligningene ved hjelp av løseren. Dette trinnet kan kreve betydelig tid eller databehandlingsressurser. For komplekse simuleringer vender flere bedrifter seg til cloud computing som en kostnadseffektiv løsning på dette problemet.

Lineær analyse av en mekanisk struktur visuell fra Simcenter 3D software.

Etterbehandling

Når løsningen er fullført, er neste trinn å analysere og visualisere resultatene av simuleringen kvalitativt og kvantitativt ved hjelp av rapporter, skjermer, plott, 2D/3D-bilder og animasjoner. Verifisering og validering av resultatene er også inkludert i dette stadiet.

Typer FEA-analyse

1D-analyse (strålemodeller) 1D-analyse refererer til å bruke modeller laget utelukkende av 1-dimensjonale elementer som består av bare to noder, for eksempel stråleelementer. 1D-analyse kan være god til å se på tidlig analyse av strukturer som vanligvis er kompliserte å modellere, for eksempel et karosseri eller flyramme. 1D-strålemodellen kan hjelpe ingeniører med å raskt vurdere kroppsdynamikk før hele geometrien er klar for dypere analyse.

2D-analyse (skallmodeller) Ingeniører knytter geometrien sammen med todimensjonale elementer som et firkant- eller trekantelement for tynnveggede legemer, som deler laget av metallplater. Elementegenskaper definerer deretter tykkelsen på skallelementet som løseren vil bruke til å beregne spenning, belastninger og andre resultater. FEA-preprosessorer har raske nettverksalgoritmer som hjelper ingeniører med å lage et skallnett på geometri.

3D-analyse (solide modeller) For solid, tykk geometri, som en motorblokk, bruker ingeniører solide tredimensjonale elementer for å representere geometrien. Tetra-, pyramide- og sekskantelementer opprettes gjennom hele den faste kroppen. FEA-preprosessorer har verktøyene ingeniører trenger for å lage solide nettmodeller.

Multifysikk FEA Modern FEA er mer enn bare å simulere et enkelt fysikkdomene individuelt. I dag har FEA blitt mye mer tverrfaglig ved å gjøre det mulig for ingeniører å koble forskjellige fysikk sammen, for eksempel væskestrukturinteraksjon (FSI), termisk mekanisk simulering, flerkroppsdynamikk med strukturelle Fe-baserte fleksible legemer, elektromekanisk-termisk og mer. Multifysikksimulering er av grunnleggende betydning i stadig mer komplekse produkter som krever helhetlig prosjektering på tvers av domener for å oppnå maksimal ytelse.

Utforsk FEA-relaterte produkter

Prøv FEA-programvare gratis

Simcenter 3D software grafikk som representerer en simuleringsmodell av en traktordesign.

Simcenter 3D-prøveversjon

  • Transformer CAD-geometri raskt til brukbar geometri for simulering
  • Effektivt nett og løs modellene dine for strukturell analyse for å få innsikt i designytelse
  • Oppdater simuleringsmodellen raskt med Simcenter 3D software for å designe endringer slik at du kan simulere igjen på få sekunder

Ofte stilte spørsmål

Lær mer

Se

Webinar på forespørsel | Gjenbruk av eldre endelige elementdata for å lage modeller på systemnivå We binar

på forespørsel | Effektivisering av skipsdesign med

simulering og datahåndtering

Lytt

Podcast | Fremmer design og simulering av elektrisk motor med Adrian Perregaux

Podcast | Executable Digital Twins: En smartklokke for maskiner

Lese

Blogger | Se alle Simcenter FEA-blogger

Mekanisk simulering | Forutsi mekanisk ytelse på tvers av flere fagområder

ved hjelp av CAE