026. 專業警示:CAE工程師的十種工作失誤
1. 模型驗證,雙人檢查的重要性:
進行模型檢驗可能是一項乏味并且常被忽視的任務,但這一環節對保證工作質量至關重要,必須認真對待。
每一個細節都應經過嚴格的反復審查,以確保模型的準確性,并盡可能減少錯誤發生的機率。
例如,考慮這樣一個案例:一家長期合作的CAE服務提供商向客戶提交了一個網格模型。這個模型除了材料屬性外,其他方面都表現出色。由于習慣了從該供應商收到無誤的模型,終端分析工程師沒有對材料屬性進行復核,直接開始了分析。直到設計的后期階段,他們才發現新模型的分析結果與歷史數據顯著不同。僅在細致審查之后,團隊才發現問題源于不同的材料屬性設置。因此,強調在提交任何工作之前,先自我檢查模型,然后由另一位工程師進行交叉審核是非常重要的。同樣,建議客戶在開始任何分析前,也應全面審查模型的每個方面。
2. 輸入/輸出誤差的問題:
在使用某些前處理軟件時,可能不會導出模型的所有單元和邊界條件,除非進行了特定的設置或采用了專門的轉換工具。
在一個案例中,一個CAE團隊為特定的求解器導出了一個含有大量網格的模型,但因轉換器問題,導致一些特殊單元,比如RBE3單元,未能被導出。這些單元在模型中作為額外的連接存在,其缺失在模型的剛體模態檢查中并未顯現。因此,求解器會基于實際導出的模型進行分析。依據CAE分析的結果,CAD工程師會設計出原型產品。但是,由于實際測試結果與分析結果存在差異,產品設計需進行調整。新的CAD數據反饋給網格團隊后,問題僅限于局部設計結構的修改,未觸及到最初模型的連接關系。然而,在采用了全新的前處理軟件后,這次導出的結果能夠確保所有單元的導出,包括先前遺漏的那些。新的分析結果與之前有顯著差異,僅在詳細審查模型并比較單元種類后,分析人員才察覺到了一些剛體單元的缺失問題。
當幾百名工程師涉及其中,包括CAD、原型制作、測試以及規劃人員等,出現產品延期及相關損失時,責任歸咎于誰?是分析團隊、服務供應商還是前處理軟件開發者?為了避免此類情況,強烈建議在向客戶提供模型前,先導入并檢查網格模型的所有質量,同時對比分析不同類型的單元,如三角形單元、剛體連接、彈簧單元及質量元等。
3. 實踐出真知:
CAE工程師的高效能往往源于豐富的經歷、廣泛的知識以及解決問題的能力。
對于初入行的新手工程師來說,最佳的導師無疑是那些資深的工程師。相較于軟件培訓師或工程顧問,這些經驗豐富的工程師更能理解客戶的真實需求。因此,各企業應當積極鼓勵并特別獎勵這些資深工程師傳授他們的寶貴經驗。
4. 網格劃分的誤解:
在碩士和博士生之間,存在一種誤解,認為網格劃分是一項技術含量不高的工作,因而不愿花費過多時間在此環節。然而,正如基礎對建筑至關重要一樣,網格劃分是CAE分析的根基。尤其是在職業生涯的初期,分析人員應當被鼓勵去掌握和實踐網格劃分技術。
5. 跨部門交流的重要性:
成功的CAE分析不僅僅是坐在舒適的辦公室里提交計算報告那么簡單。
定期訪問產品測試部門,直觀了解結構組件,對比實驗與仿真的結果,這對于提高CAE工作的準確性和實用性是至關重要的。深入理解產品的工作原理、制造過程和測試流程,是提升CAE分析質量的關鍵。
6. 數據測量與測試的培訓:
強烈推薦為CAE工程師提供關于數據測量和測試的基礎培訓,以強化他們的實驗數據分析能力。
7. 對模型細節的合理關注:
進行有限元分析時,應考慮當前的軟硬件資源,并避免過度強調細節,避免不必要的復雜度。例如,在分析實體結構的失效時,應簡化非關鍵部件的表示,以提高分析效率和準確性。
8. 軟件工具的靈活運用:
長期使用特定軟件的工程師可能會對切換到新的軟件感到抵觸。然而,應認識到沒有完美的軟件,每個工具都有其優劣。應以任務的效率和質量為首要考慮,必要時可考慮結合多種軟件以提高工作效率。
9. 設計鏈中的角色理解:
盡管CAE工程師通常擁有高資歷和高薪水,但在設計過程中,設計工程師才是核心角色。CAE工程師的主要職責是為設計提供必要的分析支持,而不是主導設計。
10. 考慮實際制造約束和成本:
CAE工程師在提出改進建議時,應考慮到制造約束和成本控制。提出的優化方案應可行并符合制造實際,避免僅從理論角度出發。增強與設計和制造團隊的溝通,將有助于實現更實用和經濟的設計方案。
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