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一文说清楚,结构仿真的误差来源!仿真不是真,是仿!

10月前浏览500


问题来源    

    最近护航班有多个学员都在思索仿真精度的问题,对此有执念。所以我决定写一遍小文章,尽量说明结构仿真的误差来源。

材料因素

    第一,缺乏材料参数。比如学员不知道他的电路板的杨氏模量和泊松比;    

    第二,材料参数是代表值。对于常见的钢材,虽然很容易找到杨氏模量和泊松比,但这只是代表值,实际材料还存在工艺影响。

结构因素

    第一,厚度偏差。数字模型的壁厚往往只是代表值,和实际厚度存在误差。    
    第二,形状偏差。数字模型的立柱是直的,但实际模型总会有点弯曲。
   
    第三,焊接残余应力。焊接件的残余应力在结构仿真中难以精确考虑。    
    第四,螺栓预紧力。螺栓预紧力一般情况下在结构仿真中难以精确考虑
   
    第五,连接关系。结构仿真经常需要对连接关系进行简化和等效。
   
    第六,边界条件。结构仿真的边界条件只是对实际情况的合理等效。
   

    第七,几何清理。为了便于网格划分,经常需要清理小几何特征。

理论因素

    理论只是理论,不完全代表现实。    
    法兰通过螺栓连接,一般认为最客观的建模是:法兰面是摩擦接触,螺帽螺母和法兰是摩擦接触。应该指出,库伦摩擦也只是一个理论模型,自身也存在局限性。
   

    实际装配体都是非线性,但振动的频域分析都是线性分析。对非线性结构用线性分析理论,局限性不言自明。

算法因素

    对于仿真软件而言。    
    第一,不同材料模型对分析结果有影响;    
    第二,不同单元类型对分析结果有影响;    
    第三,不同网格尺寸对分析结果有影响;    

    第四,不同接触算法对分析结果有影响;

说明:材料模型属于理论,这里把材料模型归为算法因素,是因为在仿真中需要用户合理选择材料模型。

   

我看不惯胡说八道的人

   
    有的读者可能还以为,仿真可以评估所有位置,仿真做出来就是和现实一样的,仿真就是高精度,仿真就是牛逼!    
    我只能说,你中毒太深!    

    第三季度,遭遇了很多挑战,我一度想放弃仿真培训。但我决定继续直播,我觉得市面上胡扯的人太多了,我要站出来表达我的观点,我称为澄清这些错误。   

综合实战

    多个护航班学员对T型接头焊缝的强度校核,久久不能释怀,对于这个案例,我们一起来分析下误差来源。
    第一,算法因素。这里选择弹塑性材料模型比线弹性材料模型更合适,但你选择了线弹性材料模型。
    第二,结构因素。焊接残余应力没考虑;焊缝细节没考虑;共节点只是一种简化。
    当然,还有构件尺寸、材料参数、单元类型、网格尺寸等一系列误差。学过误差分析的人都知道,我们无法得到真值,我们只能无限接近真值。
    为什么多个护航班学员一直在纠结呢?
    说到底,他们一直不愿意接受一个现实:弹性分析无法获得应力奇异位置的应力。
    并且再补充一点,在实际复杂结构的仿真分析中,应力集中位置太多,几乎无法做到全部都细化网格得到网格无关解。(更何况因为几何清理,很多倒圆角被去除了,应力集中变成了应力奇异)


来源:博集华仿
振动非线性电路几何处理焊接理论材料螺栓ANSYS装配
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-11-08
最近编辑:10月前
博集华仿
硕士 致力于推广工程仿真技术
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