首先，向大家介紹一個好用的平臺：開物仿真云平臺，無需安裝軟件，在網頁上就能進行仿真。小編本次的workbench仿真也是在這個平臺上做的喲：

以下是正文：

 

從有限元分析（FEA）獲得可靠的結果可能非常耗時。 結構分析通常涉及可以使用殼單元進行模擬的薄壁結構。

 

這通常意味著從CAD零件文件的實體創建曲面。如果存在較厚的區域，則薄板會在接縫處形成Ts或半徑，則可能需要混合網格。創建混合網格意味著將要網格化的部分切成殼，創建曲面，然后在連接實體和殼元素時管理接觸集。這很費時間。

 

對于沒有壓力分析背景的人來說，可能很想簡單地使用自動實體網格。這僅需要很少的預處理，也許只需刪除一些小的特征即可。借助現代的網格劃分算法和FEA求解器，對于許多零件而言，仿真導致增加計算時間這個問題不是主要矛盾。僅僅節省兩分鐘的求解時間幾乎不能證明對于一個花費數小時或數天來創建一個復雜的混合網格是有增益的。

 

結果不可靠

但是，薄壁部件的實心網格的結果可能不可靠。傳統觀點認為，要獲得可靠的結果，就需要通過實體厚度的幾個實體元素。如果網格足夠細到可以模擬薄壁零件，則可能會導致很長的求解時間。

 

貫穿實體厚度對多個實體元素的要求實際上僅適用于一階元素。這些元素在其頂點處僅具有節點，并且在它們之間線性地插入應力和應變。

 

現代的FEA軟件通常不使用一階元素。現在，二階元素已成為標準。它們具有中間節點，并使用一階多項式插值應力和應變。使用二階元素可以通過薄壁結構的厚度使用單個元素獲得非常好的結果。通常也可以接受兩個或三個的長寬比，這意味著對于1mm的壁厚，通常可以接受2-3mm的網眼尺寸。

 

薄殼高階單元的精度可以通過對一個簡單的板進行建模來證明，該板的兩端均具有彈性支撐，并且載荷均勻地引起彎曲。

 

使用一階實體元素時，會出現重大錯誤。但是，當使用單層二階固體元素時，結果幾乎與使用整個厚度中的四個元素或使用殼元素時的結果相同。對于二階實體元素，隨著長寬比開始增加，仍然可以看到良好的結果，因此在整個厚度中只有一個元素，但是其平面尺寸是板厚度的2至3倍。對于具有比板厚大得多的單元的粗網格，殼單元僅顯示出顯著提高的精度。

 

相比之下，即使在整個板厚中有四個元素，一階實體元素的精確度也要低得多。

 

復雜的幾何

對于更復雜的殼體幾何形狀，可以獲得類似的結果。元素大小相對于緊密彎曲特征的半徑更為重要，突出了基于曲率的網格劃分算法的價值，該算法會自動減小這些區域中的元素大小。

 

使用二階實體元素，可以忽略使用殼元素的常規建議，除非實體網格能夠通過壁厚實現多個元素。這意味著通常可以避免為殼嚙合準備幾何體的耗時任務。高階實體元素與基于曲率的自動網格劃分的結合使現代FEA軟件通常可以毫不費力地獲得準確的結果。

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