有限元分析提供了快速、廉價地探索各種原型選項和設計的能力。這使得有限元分析成為提高產品性能、降低成本和縮短項目交付周期的重要工具，如果您構建并測試一個原型，您可能會發現該原型在50%負載時突然斷裂。然后，您將構建另一個原型，使失敗的部分更厚，并重新測試。然后，您可能會發現您的原型在不同的地方在75%的負載下出現故障。重復設計和測試循環，直到達到100%負載，沒有任何故障或損壞。

另一方面，你的原型可能第一次通過測試而沒有使用有限元分析，但是你不會知道你的儲備因子是什么，當然除非你進行破壞測試。如果你決定測試到毀滅，你將需要幾個原型組件用于每次設計迭代。例如，如果你在三種相似的材料和三種載荷情況下有三種設計選擇，你需要測試至少27個原型來銷毀。

你永遠不會真正知道你的好設計是什么，因為制造這么多原型和測試設備的成本和準備時間是不可接受的。

有限元分析的優點之一是，在制作原型之前，您可以在計算機輔助設計模型的任何部分找到應力，因此，您可以預測哪些區域可能首先失效，以及哪些第二和第三區域可能在較高負載下失效。通過正確應用有限元分析，您可以在仿真模型而不是物理原型上，有效地執行設計迭代。

有限元分析的另一個優點是，你可以沿著構建和測試路線看到你看不到的東西。例如，如果你讓灰鑄鐵鑄件過載，在它突然開裂或斷裂之前，變形可能是不明顯的。現在，如果你想讓它在某個方向變得更硬，那么很難在試驗臺架上測量如此小的撓度。通過有限元分析，撓度很容易看到，這有助于您理解載荷路徑，并以最有效的方式加固結構。

為大型組件和結構構建和測試原型非常昂貴，想象一下，在一個20米長、50噸重的高架移動式起重機上，一個試驗臺證明地震運動的可靠性要花多少錢。另一方面，有限元分析對尺寸或重量沒有限制。（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）

塑料組件需要考慮的另一件事是，您的原型可能與您制造的組件使用不同的材料。用于大批量生產的注塑模具非常昂貴，因此您可能只能用類似的材料而不是生產材料來制造和測試您的組件。類似的塑料可以具有非常不同的機械性能，尤其是在經受高溫或低溫以及重復負載循環時。有限元分析將為您提供機會，以最小的成本快速探索不同的材料選擇。

有限元分析尤其適用于高度管控行業中以安全為重點的部件， 如壓力容器。有許多設計規范和標準要求準確計算應力， 以便對照容許應力進行檢查。AS ME規范的某些部分允許有限元分析產生的應力直接用于檢查符合要求的標準。

有限元分析只是一種工具，就像其他任何工具一樣，需要有足夠經驗的工程師來理解如何正確使用它。任何金融分析師最重要的屬性不是他們驅動軟件包的能力，而是他們作為工程師的能力。

有限元分析是應力和結構分析最常用的工具。它還可以從運動學分析系統和計算流體動力學系統等其他工具接收輸入數據。有限元分析軟件可用于：

• 機械工程設計

• 計算機輔助制圖和工程模擬服務

• 結構分析

• 模態分析

• 固體力學

• 模具流動分析

• 疲勞和斷裂力學

• 熱和電分析

• 金屬板成形分析

當今大多數有限元分析軟件都非常準確。劃分有限元分析服務的不是軟件，而是團隊的經驗。影響測試結果的一些因素是幾何、物理、材料特性和載荷的準確輸入。同樣重要的是要記住，由于大多數有限元分析測試都是在理想的環境下進行的，所以區分優秀公司和優秀有限元分析公司的是對結果的廣義解釋，而不是實際數字。這也是提供有限元分析服務的公司應該擁有不同行業經驗的原因。