机械设计中有限元分析的几个关键问题.doc

机械设计中有限元分析的几个关键问题
【摘 要】随着我国计算机科技的迅猛发展,有限元分析开始被引入,与之相关的数据操作和数据处理技术也逐渐得到完善,而机械设计行业也正在广泛的应用这一数据分析方法,有限元分析法逐渐成为机械设计领本普遍偏高,而且机械的应用效果和后期的使用寿命都受到了一定的限制。而近些年来引进的有限元分析方法,可以有效的提高机械生产效率,解决传统设计方法中缺乏设计思路以及数据计算错误等问题,它在机械设计中能够精准的优化设计,节省了很多劳动力,节约成本。有限元分析的准确和便捷为设计人员提供了很大的帮助,成为当前我国机械设计领域中重要的技术手段。

有限元分析在机械设计中主要的实施作用就是优化设计理念、进行理论指导、操作数据分析等,它是联系机械设计和机械未来应用水平的关键枢纽。机械结构的离散化是有限元分析中的基础第一步,通过把数据进行离散以及单元格划分来实现机械模型的整体分析,其次再根据分析结果来对机械进行简化,去除设计中对整体没有很大影响的部分,然后再进行新产品的模型制作,并进行单元力学性质的分析,对机械设计进行更加精细的处理,然后根据各种条件将单元格进行重新组合,由几何方程来进行相应的数据计算。
三、机械设计中应用有限元分析应该注意的几个关键问题

完整的有限元分析软件一般可以分为三部分,其中包括前置处理、解算器和后置处理,这些操作步骤还可以对有限元分析出的结果产生影响。在有限元分析中如果有不同的容差设置,那么进一步将单元进行整合得到的模型和数据就会出现差异,而现如今已经出现很多事例可以证明几何模型的精准度对有限元分析结果也会产生影响。而想要得到一个好准确度的计算分析结果,就应该处理好容差设置问题,相关的设计技术人员应该在设置容差时做到科学合理,将每一道操作步骤都进行准确的检验,从而得到一个准确的分析结果,将有限元分析熟练的应用到工程设计中去。

有限元分析所得到的计算结果也会受到解算器的影响,因为在解算器中可以设置的不同的求解收敛精度,因此对有限元分析所得到数据就会造成影响,解算器中求解收敛精度的设置在有限元分析中是一项非常关键的步骤,所以机械设计人员一定要对不同类型的机械器材,加以不同的求解收敛精度设置,保证应用限元分析对机械设计进行计算可以得到一个高准确度的数据结果。

在有限元分析应用到机械设计中,主要包括所测量的质量、长度、所需的能量、所用的时间、以及力和应力等这几个常见的量纲,而进行有限元分析中,所输入量纲必须要和前后设置中的相互一致,从而保证有限元分析的计算结果。虽然从整体来看,量纲选择只要协调一致,就可以对其自由选择,但是在大多数的实际操作上,有限元分析数据结果都会受到所选择量纲的影响,而量纲的选择在操作中产生的影响比较细微,但是在计算结果中却不可忽视。如果选择了不够合理的量纲,就会让数据处理过程中的一些信息和数据造成不同程度的偏差,从而让计算结果产生误差,所以在利用有限元分析进行机械设计时,一定要对量纲的选择进行合理严密的选择,保证分析数据的准确性。

单元的选择也是机械设计应用有限元分析的一和主要问题,在应用有限元分