这10个CAD建模技巧，帮你高效优化有限元分析流程！
更新于2019年4月24日 22:01有限元分析是设计过程中的关键步骤。事实上，工业界现在通常需要设计部门的计算分析表来支持最终的虚拟产品。此外，FEA是提升机械性能、计算生命周期、并在许多方面改进机制的重要工具。谈到它的重要性，不言而喻。我们将集中讨论如何通过改进CAD使有限元分析变得更容易更快。虽然有限元分析可以很好地处理你抛出的任何形状，但如果CAD模型复杂，它仍然会计算假警报和/或需要大量的时间和尝试。
因此，下面是10个提示，帮助您使CAD模型更加适合有限元分析：
1 对称有益
使零件对称或尽可能地映射其特征。这将使FE模型重现得容易得多。此外，对称性给出了惯性的最佳平衡，这对于机械系统来说总是很好的。
有一个原因，为什么在航空和军事应用中的关键部分往往是轴对称的。除了支持这种形状的空气动力学计算，创建它们并将它们设置为负载情况的复杂性，设计者也会在FE模型创建中寻找快捷的方式。我们不是在谈论容易被网格化的形状，而是指以这样一种方式来建模的形状，这样你就可以在结构的任何节点上得到结果，而不用花几个星期来计算结果。这样，CAD中的旋转对称就可以创建一种高效、简单的方法来创建有限元模型。同时在二维平面上的一个绘制部分可高效生成整个部分。
有时候，你必须聚集在一起的表面，每一个表面都将承受相当大的压力。记住在它们之间留出空间，以便在它们之间网格化并应用节点连接。这是一种直观的方法，因为理论研究和经验告诉许多设计师临界区不应太靠近，否则它会抑制该部分结构失效。
表面坡度的急剧变化会导致无效的应力集中。为了防止有限元分析中的误导计算，形状和特征应尽可能圆滑。当你看到一个圆角或联动区，考虑使用半径而不是锋利的边缘。锐利的边缘可以误导计算，而且通常是无用的。然而，在一些公司中，工程师们在CAD交付之后“清洁”几何模型，然后通过实际地将圆形、小孔和微小的边缘移动到有限元模型中。那么，你怎么知道是使用圆形还是“干净”的锋利边缘呢？关键的区别在于这些区域所起的作用；当它们不代表应力和应变的案例研究时，我们对它们进行清理，当它们对模型中的应力提供支持时，我们更喜欢圆形的形状。如此引出了第五点…
我们会经常提到这一点，它在有限元分析中也起着重要作用。如果你想抑制特性或清理几何，没有什么比回到最初的草图和修改它更糟糕的了，然后处理它引起的结果变化的级联。此外，一旦第一次计算迭代结束，分析交付结果，设计者将最有可能修改CAD模型以改进部件的生命周期或阻力。因此，制作一个易于编辑的CAD模型是有限元分析的一个节省时间的方法。
由于西门子这样的大公司，直接建模越来越受欢迎；用这种类型的CAD工具，我们不必担心CAD建模历史记录，模型变更快速而有效。然而，这项技术仍处于起步阶段。
这是一个典型的新手错误。设计人员常常以不妨碍运动或引起振动或负载的方式聚集零件，但在啮合阶段仍需注意。在有限元分析中，接触需给予足够的关注，特别是不重要的接触进行了不必要的计算。
在组件中连接部件可以用不同的方式来完成。有时，连接不同部分的元素可能被忽略。这可能会导致问题。设计者应该以最精确的方式来模拟关节。螺丝的建模与螺栓的建模不同。
机械地说，MIG不同于严密的焊缝。因此，在装配环节应尽可能详细，要么通过提供定量的描述，以便在焊接或用小螺丝孔方便与参考输入它。
这是CAD设计者之间的一个常见过程，但有时在修改一个特性并将其返回时，可能会忽略一个随机表面。如果发生这种情况，FE设计者可能不知道它仅仅是一个结构元素，实际上包含在FE建模中。这就是为什么设计师越来越多地成为多任务工程师的原因之一。这样的人可以防止这种错误。
根据设计部门的不同，任务可以分为几种方式。大多数时候，你要么有一批设计师只处理CAD和另一组谁将处理CAE（计算机辅助工程），你将有一个组的多任务，工作在同一个项目执行的全过程。在这两种情况下，设计者都必须知道CAE / CAD动力学。精通所有设计步骤的设计师将能够防止技术问题，快速理解和回答请求，并将自己的洞察力引入设计中。
这是一个棘手的问题，因为它要求设计人员对制造过程和能力有一致的了解。我们经常发现，经过CAD和CAE阶段的模型由于制造的复杂性或高成本而被送回最初的步骤。设计师常常不得不重做整个模型。为了避免这个问题，在有限元分析完成之前，应该充分理解制造预算和过程。
转自网络
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