机械工程有限元分析,机械有限元分析是怎么样的?前景怎么样?

你好!我是卓越工程技术,专注于工程技术体系和工程师职业发展培训,很高兴来回答这个问题。

计算机辅助设计、辅助分析、辅助制造会越来越流行和得到重视。主要是因为仿真分析可以帮助大大的缩短开发或解决问题的周期、降低成本和预测风险。有限元分析作为期中的一类,前景是很不错的。

仿真技术有前景,但是不代表做仿真的就有前途。要成为有前途和竞争力的仿真技术人员,先要理解仿真的本质、价值和挑战。否则,就容易成为仿真软件的操作工。

  • 仿真的本质是理论建模和计算。
  • 仿真的价值是通过理论计算来模拟实际的使用和测试状态,用于对象的评估分析。
  • 仿真的主要挑战是提升仿真准确度,即减小仿真结果与实际的偏差。

理解了仿真的本质、价值和挑战,我们就很容易看出来,成为有竞争力的机械仿真技术人员,需要做好以下几个方面:

1. 扎实的机械理论知识。力学、材料学原理是基础,如果涉及到动态或者疲劳仿真,还有动力学、疲劳寿命原理。此外还要掌握机械原理、制造工艺等相关理论。有扎实的机械理论知识才能进行准确的仿真建模,以及对仿真结果进行专业的解析。

2. 对产品功能的理解。要准确的对产品进行仿真建模和分析,必须对产品的功能有充分的理解,这包含两个方面:

  • 对产品工作机理的理解,即功能实现的原理、理论模型、材料特性等
  • 对产品的工作条件和测试条件的理解,包括生产成型条件、载荷、加载方式、工作环境条件等。

3. 对软件及二次开发技能的掌握。软件功能模块都是针对通用产品的,对于特定的产品,需要选择最施用的处理方法和算法,甚至需要有针对性的进行二次开发。

4. 与测试交互比对和迭代。仿真是模拟现实的理论分析,仿真的准确度需要现实的数据和结果进行比对评估。仿真通常需要在两个层次上与测试进行比对:

  • 输入参数:实际材料特性、物理尺寸,实际加载特性、受载特点等。
  • 结果数据:实际结果分析方法、结果数据及特点等。

同其他工程技术一样,仿真也是一门独立的技术,需要开发、应用、迭代和优化。专业的仿真技术人员的价值是开发仿真方法、建立仿真数据库、制定仿真标准和应用仿真解决复杂问题。

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Solidworks有限元分析结果是否可信?

我是做设备设计的,一直都用SW,SW有限元分析也用过几次,确实能帮助设计解决很多问题,尤其应力分析对于做机械的来说很重要,solidworks采用的内核是FEA,也就是俗称的有限元分析,它和ANSYS分析软件都是同样的内核。至于准确性主要来自误差,solidworks有限元分的误差主要来源形成数学模型时(俗称理想化,去掉圆角之类的)的建模误差、离散数学模型(俗称网格划分,看你选用什么网格类型,是实体,还是壳,还是混合)的离散误差、最后才是求解过程中的计算误差。

建模误差和网格划分是人为产生的,与你的建模技巧,方法的运用有关系,而后才是每个有限元分析软件都产生的计算误差(通常忽略不计)。

所以,有限元准不准关键还是看你的技巧,而不在软件本身,因为软件本身就是计算器,你给的数据是准的,计算出来的数据肯定是准的,所以没必要担心准确性的问题,你给对了数据,就会得到对的结果

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在机械设计中,有哪些运动仿真和受力分析的软件?

我是做机械设计的,工作着重在CAE(计算机辅助分析)分析这方面。工作中用到的CAE工具也比较多,可以在这方面给你做一些介绍。

你所说的运动仿真和受力分析就包含在CAE这个大的范畴里。

简单通俗的来讲,CAE包括计算流体动力学分析和结构力学两大类,也就经常简称的CFD(计算流体动力学)和FEA(结构有限元)。运动仿真和受力分析属于FEA结构力学范畴。而关于流体运动如气体流动,水流动等属于CFD分析的范畴,之所以分为了这两大类,主要是因为结构体和流体分析的方法和看问题的角度不同,这里就不深入下去了,如果你想了解的更多可以私信我。下面主要就你提的运动仿真和受力分析常用的软件简单介绍。另外附上实例,让有更直观的了解!

做运动仿真分析软件比较多

很多专业非专业的软件都可以做,比如专门做三维模型设计软件CREO(ProE), UG, SolidWorks, CATIA都可以做运动仿真,可以模拟机械结构的运动轨迹、获得运动参数。这算是这些三维模型设计软件附带的功能,只能算是非专业的运动仿真分析软件,但功能也算不弱,一般够用了。

下面看看这几款三维CAD软件做运动仿真例子

Creo(proe)运动仿真实例:活塞发动机运动仿真

UG运动仿真实例: 挖掘机机械臂运动仿真

机械手臂运动仿真:

SolidWorks运动仿真实例:挖掘机运动仿真

CATIA运动仿真实例:机械臂运动仿真

而做运动仿真更专业的软件,比如ANSYS系列模块,ADAMS, Abacus,在运动仿真方面更强大和实用。它们能做更加复杂的运动仿真,可以获得更多详细的运动参数和设置更复杂的结构运动。

看看几个例子

ANSYS 简单结构运动仿真实例:

ANSYS复杂非线性运动仿真实例;汽车碰撞变形运动

ANSYS复杂非线性运动仿真实例:子弹头破甲运动

ADAMS结构接触运动仿真实例:履带小车路面爬坡

ABAQUS运动仿真实例:飞机撞击建筑物

而对于受力分析

算是有限元分析里比较基本的功能,专业的软件有:ANSYS, ADAMS, ABAQUS都可以,甚至目前三维模型设计软件Creo, UG, CATIA,SolidWorks也都加入了静力学分析模块,但一般用的较少,受力分析不论是静力学还是动力学还是上面所说的专业FEA软件用的比较多。

下面是简单的受力分析的例子:

ANSYS静力学受力分析;座椅受力分析和变形

以上就是机械设计中对产品设计起到帮助作用的软件。有了这些软件的辅助,产品设计周期更短,设计的产品可以成本更低,能得到最优化的设计。

希望以上对你有帮助!

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