Skip to main content
Această pagină este afișată prin traducere automată. Vizualizați în schimb în limba engleză?

Analiza elementelor finite

Analiza elementelor finite (FEA) este modelarea și simularea virtuală a produselor și ansamblurilor pentru performanțe structurale, acustice, electromagnetice sau termice. FEA este aplicarea practică a metodei elementelor finite (FEM).

Ce este analiza elementelor finite?

Analiza elementelor finite este modelarea produselor și sistemelor într-un mediu virtual pentru a găsi și rezolva problemele potențiale (sau existente) de performanță ale produsului. FEA este aplicația practică a FEM, care este utilizată de ingineri și oameni de știință pentru a modela matematic și rezolva numeric probleme complexe structurale, acustice, electromagnetice, termice, fluide și multifizice. Software-ul FEA poate fi utilizat într-o gamă largă de industrii, dar este cel mai frecvent utilizat în industria aeronautică, auto, electronică, mașini industriale, marine și de produse de larg consum.

Un model cu element finit (FE) cuprinde un sistem de puncte numite „noduri”, care formează forma designului. La aceste noduri sunt conectate elementele finite care formează plasa elementelor finite și conțin proprietățile materiale și structurale ale modelului, definind modul în care acesta va reacționa la anumite condiții. Densitatea plasei elementelor finite poate varia în întregul material, în funcție de modificarea anticipată a nivelurilor de stres ale unei anumite zone. Regiunile care suferă schimbări mari ale stresului necesită de obicei o densitate mai mare a ochiurilor decât cele care prezintă o variație mică sau deloc a stresului. Punctele de interes pot include puncte de fractură ale materialului testat anterior, filete, colțuri, detalii complexe și zone cu stres ridicat.

Produse similare: Simcenter 3D | Simcenter Nastran | Simcenter Femap | Simcenter Magnet gt; | Proiectare maş ină electronică Simcenter | Simcenter FLO

EFD pentru NX
Person wearing VR headset with holographic interface projection
O vizualizare a Simcenter Nastran software, un rezolvator principal al metodei cu elemente finite (FEM).

Folosiți FEA pentru a vă îmbunătăți performanța produsului

Vedeți cum alții folosesc FEA pentru a crea inovații folosind Simcenter.

Descoperiți beneficiile

FEA este o metodologie bine stabilită folosită adesea pentru a înlocui sau completa metodele experimentale și analitice pentru a ajuta proiectarea și analiza ingineriei produselor de zi cu zi. Comparativ cu prototiparea și experimentele, simulările bazate pe FEA oferă următoarele beneficii.

Creșteți performanța

Analiza elementelor finite vă permite să analizați și să explorați rapid posibilitățile de inginerie pentru creșterea performanței produsului.

Reducerea timpului

Analiza elementelor finite vă ajută să aduceți pe piață modele de produse optimizate mai repede decât o metodă de construire și testare.

Reducerea costurilor

Folosind analiza elementelor finite, puteți reduce semnificativ costurile de dezvoltare a produsului în comparație cu procesele tradiționale de testare bazate pe prototipuri fizice.

Pași în procesul de simulare FEA

Indiferent de software-ul utilizat, majoritatea simulărilor FEA urmează acești pași generalizați.

Model 3D al unui cadru auto cu cartografiere termică vizuală de la Simcenter 3D software.

Pre-procesare

Etapa de pre-procesare implică editarea geometriei și pregătirea acesteia pentru simulare. Într-un proces denumit plasare, un instrument de pre-procesare transformă geometria de proiectare în elemente finite mici înainte de a aplica proprietățile materialului, sarcini, constrângeri și parametri de simulare.

Software-ul de simulare CFD începe să rezolve iterativ ecuațiile discretizate folosind rezolvatorul CFD.

Rezolvarea

Software-ul de simulare FEA începe rezolvarea iterativă a ecuațiilor discretizate folosind rezolvatorul. Acest pas poate necesita timp semnificativ sau resurse de calcul. Pentru simulări complexe, mai multe întreprinderi apelează la cloud computing ca o soluție rentabilă pentru această problemă.

Analiza liniară a unei structuri mecanice vizuale din Simcenter 3D software.

Postprocesare

Odată ce rezolvarea este finalizată, următorul pas este analiza și vizualizarea rezultatelor simulării calitativ și cantitativ folosind rapoarte, monitoare, diagrame, imagini 2D/3D și animații. Verificarea și validarea rezultatelor sunt, de asemenea, incluse în această etapă.

Tipuri de analiză FEA

Analiza 1D (modele de fascicul) Analiza 1D se referă la aplicarea modelelor create exclusiv de elemente 1-dimensionale compuse din doar două noduri, cum ar fi elementele fasciculului. Analiza 1D poate fi bună pentru a analiza în stadiu incipient a structurilor care sunt de obicei complicate de modelat, cum ar fi o caroserie sau un cadru de avion. Modelul fasciculului 1D poate ajuta inginerii să evalueze rapid dinamica corpului înainte ca geometria completă să fie pregătită pentru o analiză la nivel mai profund.

Analiza 2D (modele de coajă) Inginerii îmbină geometria cu elemente bidimensionale, cum ar fi un element quad sau triunghi pentru corpuri cu pereți subțiri, cum ar fi piesele realizate din tablă. Proprietățile elementului definesc apoi grosimea elementului învelișului pe care rezolvatorul îl va folosi pentru a calcula tensiunea, deformările și alte rezultate. Preprocesoarele FEA au algoritmi rapizi de plasare care îi ajută pe ingineri să creeze o plasă de coajă pe geometrie.

Analiza 3D (modele solide) Pentru geometria solidă, groasă, cum ar fi un bloc de motor, inginerii folosesc elemente tridimensionale solide pentru a reprezenta geometria. Elementele tetra, piramidă și hexagonale sunt create pe tot corpul solid. Preprocesoarele FEA au instrumentele de care inginerii au nevoie pentru a crea modele de plasă solidă.

Multifizică FEA Modern FEA este mai mult decât simpla simulare a unui singur domeniu de fizică individual. Astăzi, FEA a devenit mult mai multidisciplinară, permițând inginerilor să cupleze diferite fizici împreună, cum ar fi interacțiunea fluidă-structură (FSI), simularea termico-mecanică, dinamica multicorpului cu corpuri flexibile structurale bazate pe Fe, electromecanico-termice și multe altele. Simularea multifizică are o importanță fundamentală în produsele din ce în ce mai complexe care necesită inginerie holistică între domenii pentru a obține performanțe maxime.

Explorați produsele conexe FEA

Încercați software-ul FEA gratuit

Simcenter 3D software imagini reprezentând un model de simulare a unui proiect de tractor.

Trial Simcenter 3D

  • Transformați rapid geometria CAD în geometrie utilizabilă pentru simulare
  • Conectați și rezolvați eficient modelele pentru analiza structurală pentru a obține informații despre performanța proiectării
  • Actualizați rapid modelul de simulare cu Simcenter 3D software pentru a proiecta modificări, astfel încât să puteți simula din nou în câteva secunde

Întrebări frecvente

Aflați mai multe

Urmăriți

Webinar la cerere | Reutilizarea datelor vechi ale elementelor finite pentru a crea modele la nivel de sistem Webin

ar la cerere

Eficientizarea proiectării navelor cu simulare și gestionare

a datelor

Ascultă

Podcast | Avansarea proiectării și simulării motoarelor electrice cu Adrian Perregaux

Podcast | Executable Digital Twins: Un ceas inteligent pentru mașini

Citiți

Bloguri | Descoperiți toate blogurile Simcenter FEA

Simulare mecanică | Prez iceți performanța mecanică în mai multe discipline folosind CA

E