漫谈：如何建立准确可靠的仿真模型（一）

本文是关于如何建立准确可靠的仿真模型（Good Modeling Practices） 的实战经验，总结为一份白皮 书。文章来自之前CAE仿真面试最频繁被问的50个问题的作者Dominique Madier，总结的非常系统，小编也是从中收获良多，非常推荐给大家参考学习。

小编对原文 做了一个初步翻译和校对，由于文章比较长，总共分为三部分来发布，大家可以关注，欢迎一起讨论。

以下是正文第一部分，主要是关于这个白皮 书的基本说明以及前5个经验之谈。

通过本白皮 书，我将总结进行有限元分析时应遵循的25项良好建模规范。

要实施高质量的有限元分析，分析工程师需掌握多领域知识。有限元法作为一项强大且通用的工具，若正确使用总能获得精确解。然而，缺乏专业指导的新手极易陷入各类常见误区。

有限元分析的学习需要理论与实践的深度融合，更需要大量练习、耐心与毅力。分析工程师解决的问题越多，其专业能力与信心将越强。

掌握建模技术远比熟记特定软件操作命令更为关键。从事机械结构仿真的工程师应当系统学习有限元理论，而非仅关注某款软件的操作流程。

工程师应仅在常规手算方法无法适用时采用有限元分析。需特别注意的是，有限元解并非总是保守估计——在某些工况下，模型计算结果可能低于实际值。

有限元分析工程师需具备实践经验、设计直觉与工程判断力，以深入理解分析对象及其工作环境。这种认知对确定模型特征精度等级（精确建模/合理简化/选择性忽略）至关重要，也将直接影响边界条件设置、误差分析与结果解读的准确性。

最终，通过系统掌握有限元分析原理，工程师将能更高效地与设计团队沟通改进方案，为工程部门创造更大价值。

建立良好建模规范的目标是学会聪明地运用有限元工具，而非将其视为黑箱操作——尽管从求解层面看它确实具有黑箱特性。

确保有限元分析结果精确的前提条件包括：

对于有限元分析新手，建议从简单模型入手。切忌直接构建复杂模型：缺乏经验时，既难以理解复杂物理现象，也难以在大型模型中定位错误。预先建立结果预期至关重要。

必须从根本上理解工具的正确使用方法，避免将有限元分析简单视为CAD的延伸扩展。CAD与FEA的相似性仅限于几何层面，若错误认为模型精度仅取决于几何精度，将忽视单元选择、边界条件定义、材料模型选取、收敛性研究及结果分析等关键要素。有限元分析具有高度复杂性，仅凭几何精度与炫目的云图并不能保证分析质量。

下面是建立准确可靠的仿真模型的25个规范要求。

1.“始于周密的计划”

在启动有限元软件前，请执行并完成以下思考：

2.“深入理解分析对象”

2.1 物理本质认知：

3. “明确设计目标”

4.“确认输入参数与需求”

分析前准备流程：

5.“选择正确的分析类型”

定义捕获效应所需的分析类型（线性、非线性、静力、屈曲、模态、频响、瞬态等）：

静力问题判定：

系统回答上述问题可明确分析类型，指导建模假设的建立。