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不重视建模,“Garbage In Garbage Out”而已

5年前浏览2764

    今天主要聊一聊仿真建模的问题,如题所述,想必大家都有同感,如果不重视模型的建立和修改,那么对于所开展的仿真项目可以总结为一句话:“Garbage In Garbage Out”。即便是输出再旋酷的云图和动画,对于指导和改进设计等同于Garbage,华而不实,所以如何确保创建的分析模型尽可能准确是仿真最关键的问题。

    分析问题的建模并不是一蹴而就的,很多时候需要工程师往复的作简化、修改等增、删、改、查等操作,过程是枯燥的但是确是有必要的。

    我们知道一般的仿真问题都可以分为建模、定义材料属性、网格划分、接触设置、载荷及边界设置以及结果后处理等几大步骤,而几乎每一个步骤都会存在误差和错误进而影响最终的结果。在很多的专业文章中都提到过关于仿真误差来源的问题,这里简单的强调一下,很多误差是不可避免的,关键是如何尽可能的减小误差避免错误,而仿真毕竟只是近似的求解和模拟,达到百分百的精确是不可能的,成熟的分析项目能够控制在5%以内已经是非常不错的结果了。

    那么我们来看看整个过程哪些地方需要注意,首先是基本的几何模型向分析模型的转化过程,或者说是分析的工程问题到分析模型的转化过程。在这个过程中一般都需要进行模型的简化,包括几何特征的处理、几何附件的删减、是否采用抽中面使用壳单元、有无对称情况、螺栓连接是否考虑、焊接焊点是否考虑、可否采用子模型技术、单位是否一致等等,只有在全面地考虑建模应该注意的点之后,才开始模型的创建。

    然后是对模型材料属性的创建,清楚材料的物理特性,是什么材料?线弹性?超弹?非线性?计算的问题需要哪些属性值?材料本构是否清楚,需不需要做实验?有无复合材料?截面属性、方向设置是否正确等。

    完成上述问题之后,在做具体的设置时候需要结合分析问题的类型考虑如何设置接触,不同的分析类型对接触地适用并不一样,像面-面、点-面接触就无法适用于一些线形问题的求解,软件会做额外默认处理,另外定义接触的类型属性,主从面是否设置正确,收敛性和求解的稳定性等等问题。

    其次,网格划分中牵扯对单元网格划分质量的控制,单元类型的选择,不同的分析问题、不同的模型复杂程度所面临的设置也不一样,有无必要进行网格细化,是否需要选用二次单元,对于壳单元和梁单元是否检查了方向问题,网格问题涉及到与原几何模型之间的拓扑关系是够一致,关系到计算求解中插值计算的精度,影响求解的复杂性和求解方程数量等。

    再者,针对模型的载荷及边界设置,载荷加载的方式是否正确,与实际是否等价,是否在节点集中加载?有无必要分步加载?边界条件的处理是否正确,实际问题的边界自由度与施加的是否一致?考虑了对称与否?是否存在不同分析步骤地边界不一样等等问题。

    最后对计算结果作判断,作基本的验算,包括之前文章所述的受力是否平衡,应力梯度是否连续等等;是否进行了不同的设置操作,往复计算对结果做了比较。

    有无实验对标?哪些地方比对有出入,修改分析模型设置与实验再次比对的情况如何?实验中的边界与仿真中的边界是否一致?

    总而言之,言儿总之,模型修出来改出来的,没有谁能够保证一击及中,而只有确保整个建模流程的正确,同时修改完善模型后,最终获得结果才具有更强的说服力,同时经过产品验证和考验之后,最终实现标准模型的积累,形成标准的模板和技术文件。

    搞仿真,切忌图旋酷云图和想当然,珍爱职场生涯和信誉,远离“Garbage In Garbage Out”。以上,个人观点供分享,觉得有收获的欢迎分享点个赞,给作者些许动力和支持~~

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首次发布时间:2019-03-16
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