Skip to main content
This page is displayed using automated translation. View in English instead?

Analiza konačnih elemenata

Analiza konačnih elemenata (FEA) je virtuelno modeliranje i simulacija proizvoda i sklopova za strukturne, akustičke, elektromagnetne ili termičke performanse. FEA je praktična primena metode konačnih elemenata (FEM).

Šta je analiza konačnih elemenata?

Analiza konačnih elemenata je modeliranje proizvoda i sistema u virtuelnom okruženju radi pronalaženja i rešavanja potencijalnih (ili postojećih) problema performansi proizvoda. FEA je praktična primena FEM-a, koju inženjeri i naučnici koriste za matematičko modeliranje i numeričko rešavanje složenih strukturnih, akustičkih, elektromagnetnih, termičkih, fluidnih i multifizičkih problema. FEA softver se može koristiti u širokom spektru industrija, ali se najčešće koristi u vazduhoplovnoj, automobilskoj industriji, elektronici, industrijskim mašinama, pomorskim i potrošačkim proizvodima.

Model konačnih elemenata (FE) sastoji se od sistema tačaka nazvanih „čvorovi“, koji čine oblik dizajna. Sa ovim čvorovima povezani su konačni elementi koji čine mrežu konačnih elemenata i sadrže materijalna i strukturna svojstva modela, definišući kako će reagovati na određene uslove. Gustina mreže konačnih elemenata može varirati u celom materijalu, u zavisnosti od očekivane promene nivoa naprezanja određenog područja. Regioni koji doživljavaju velike promene u stresu obično zahtevaju veću gustinu mreže od onih koje doživljavaju male ili nikakve varijacije stresa. Tačke od interesa mogu uključivati tačke preloma prethodno testiranog materijala, filete, uglove, složene detalje i područja visokog naprezanja.

Povezani proizvodi: Simcenter 3D | Simcenter Nastran | Simcenter Femap | Simcenter Magnet gt; | Simcenter dizajn e-mašine | Simcenter FLOEFD za NKS

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

Iskoristite FEA da poboljšate performanse vašeg proizvoda

Pogledajte kako drugi koriste FEA za inženjering inovacija koristeći Simcenter.

Otkrijte prednosti

FEA je dobro uspostavljena metodologija koja se često koristi za zamenu ili dopunu eksperimentalnih i analitičkih metoda kako bi se pomoglo inženjerskom dizajnu i analizi svakodnevnih proizvoda. U poređenju sa prototipizacijom i eksperimentima, simulacije zasnovane na FEA nude sledeće prednosti.

Povećajte performanse

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

Smanjenje vremena

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

Smanjenje troškova

Koristeći analizu konačnih elemenata, možete značajno smanjiti troškove razvoja proizvoda u poređenju sa tradicionalnim procesima testiranja zasnovanog na fizičkim prototipovima.

Koraci u procesu simulacije FEA

Bez obzira na softver koji se koristi, većina FEA simulacija prati ove generalizovane korake.

3D model okvira automobila sa vizuelnim mapiranjem toplote iz Simcenter 3D software.

Prethodna obrada

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

Softver za simulaciju CFD započinje iterativno rešavanje diskretizovanih jednačina koristeći CFD rešavač.

Rešavanje

Softver za simulaciju FEA započinje iterativno rešavanje diskretizovanih jednačina pomoću rešavača. Ovaj korak može zahtevati značajno vreme ili računarske resurse. Za složene simulacije, sve više preduzeća se okreće računarstvu u oblaku kao isplativom rešenju ovog problema.

Linearna analiza mehaničke strukture vizuelno od Simcenter 3D software.

Naknadna obrada

Kada se rešavanje završi, sledeći korak je analiza i vizuelizacija rezultata simulacije kvalitativno i kvantitativno koristeći izveštaje, monitore, grafikone, 2D/3D slike i animacije. Verifikacija i validacija rezultata su takođe uključeni u ovu fazu.

Vrste FEA analize

1D analiza (modeli snopa) 1D analiza odnosi se na primenu modela stvorenih isključivo jednodimenzionalnim elementima koji se sastoje od samo dva čvora, kao što su elementi snopa. 1D analiza može biti dobra u pogledu analize struktura u ranoj fazi koje su obično komplikovane za modeliranje, kao što su karoserija automobila ili okvir aviona. Model 1D snopa može pomoći inženjerima da brzo procene dinamiku tela pre nego što potpuna geometrija bude spremna za analizu na dubljem nivou.

2D analiza (modeli ljuske) Inženjeri povezuju geometriju sa dvodimenzionalnim elementima kao što su četvorostruki ili trouglasti element za tela tankih zidova, poput delova napravljenih od lima. Svojstva elementa zatim definišu debljinu elementa ljuske koju će rešavač 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 nastaju u celom čvrstom telu. FEA preprocesori imaju alate koji su inženjerima potrebni za kreiranje modela čvrste mreže.

Multifizika FEA Moderna FEA je više od puke simulacije jednog domena fizike pojedinačno. Danas je FEA postala mnogo multidisciplinarnija omogućavajući inženjerima da spajaju različite fizike zajedno, kao što su interakcija tečno-struktura (FSI), termično-mehanička simulacija, dinamika više tela sa strukturnim fleksibilnim telima zasnovanim na Fe, elektromehaničko-termička i još mnogo toga. Simulacija multifizike je od fundamentalnog značaja u sve složenijim proizvodima koji zahtevaju holistički inženjering u više domena za postizanje maksimalnih performansi.

Istražite proizvode povezane sa FEA

Isprobajte FEA softver besplatno

Simcenter 3D software vizuelni prikazi koji predstavljaju simulacioni model dizajna traktora.

Simcenter 3D probna verzija

  • Brzo transformišite CAD geometriju u upotrebljivu geometriju za simul
  • aciju Efikasno mrežite i rešite svoje modele za strukturnu analizu kako biste stekli uvid u performanse dizajna
  • Brzo ažurirajte simulacioni model sa Simcenter 3D software da dizajnirate promene tako da možete ponovo simulirati za nekoliko sekundi

Često postavljana pitanja

Saznajte više

Gledajte

Vebinar na zahtev | Pon ovna upotreba nasleđenih podataka konačnih elemenata za kreiranje modela na nivou sistema Vebinar na zahtev | Pojednostavljivanje dizajna broda

simulacijom

i upravljanjem podacima

Slušaj

Podcast | Unapređenje dizajna i simulacije elektromotora pomoću Adrian Perreg

auk Podcast-a | Executable Digital Twins: Pametni sat za mašine

Pročitajte

Blogovi | Otkrijte sve Simcenter FEA blogove

Mehanička simulacija | Predvidite mehaničke performanse u više disciplina koristeći CA

E