有限元計(jì)算中的誤差來源與處理方法
在有限元計(jì)算中,用戶最關(guān)心自己計(jì)算的結(jié)果是否準(zhǔn)確與合理,那么今天就和大家談?wù)動(dòng)邢拊?jì)算的誤差來源,按照誤差來源類型主要分為兩類:
一、有限元理論假設(shè)引入的誤差
有限元這種數(shù)值計(jì)算方法,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)問題的計(jì)算,引入一些力學(xué)假設(shè),即
1、連續(xù)介質(zhì)假設(shè),認(rèn)為計(jì)算模型是理想連續(xù),沒有孔洞,即位移具有單值性,但是實(shí)際產(chǎn)品在加工中難以避免會(huì)引入初始的孔洞缺陷,例如鑄造件。
2、材料均勻性假設(shè),認(rèn)為模型的材料參數(shù)不隨空間變化為變化,是均勻的,但是實(shí)際產(chǎn)品在工藝處理過程中,例如淬火,都會(huì)使得材料的力學(xué)性能發(fā)生改變,并不能嚴(yán)格滿足材料均勻性。有限元理論與真實(shí)物理世界的差別通過一個(gè)系數(shù)來進(jìn)行折中,也就是有限元計(jì)算得到一個(gè)基準(zhǔn)結(jié)果,再通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算得到二者的轉(zhuǎn)換系數(shù)。
二、有限元計(jì)算過程的誤差
有限元的計(jì)算過程主要包括前處理,求解和后處理三個(gè)階段,有限元計(jì)算過程的誤差主要發(fā)生在前處理和求解階段。
第一個(gè)誤差來源,即模型簡(jiǎn)化,發(fā)生在前處理階段模型簡(jiǎn)化的是否恰當(dāng)直接影響的計(jì)算結(jié)果,一般情況數(shù)值計(jì)算模型與產(chǎn)品的加工CAD模型還是有區(qū)別的,數(shù)值計(jì)算模型只要求把模型的主要特征反映出來,而舍去一下細(xì)致的特征,從而平衡了求解精度與計(jì)算效率。

第二個(gè)誤差來源,即材料參數(shù),就是反映計(jì)算模型的材料參數(shù),如彈性模量,泊松比等,但是如前所述,即使找到材料參數(shù)也不能完全反應(yīng)由于工藝造成的材料非均勻性,如果輸入了錯(cuò)誤的材料參數(shù),則計(jì)算得到結(jié)果沒有價(jià)值。

第三個(gè)誤差來源,即工況對(duì)接,所謂工況對(duì)接,
就是在軟件中設(shè)置的位移約束和載荷與模型實(shí)際工況的對(duì)應(yīng)情況,軟件只提供了有限的位移約束和載荷類型,而分析模型可能收到的約束和載荷非常多,如果二者對(duì)應(yīng)不正確,則計(jì)算結(jié)果也沒有價(jià)值。
(復(fù)制以下鏈接到瀏覽器打開,閱讀完整全文)
https://www.fangzhenxiu.com/post/4312/?inviteCode=z3cyn52KaDHYS
相關(guān)閱讀推薦:
《ANSYS Workbench2022R1有限元理論與工程實(shí)踐方法120講》(免費(fèi))
https://www.fangzhenxiu.com/course/4847416/?uri=499_2zruvSd6QAT
相關(guān)閱讀推薦:
ANSYS Workbench 有限元分析工程應(yīng)用實(shí)例詳解
https://www.fangzhenxiu.com/course/6887/?uri=501_aGqX3o20A52