有限元計算誤差的影響因素

作為有限元仿真工程師,不斷的要給別人解釋為啥仿真和實際測量有誤差,那么CAE工程師就要對整個誤差來源,都有所了解。并且在了解誤差來源之后,我們可以將實際測量結果回代入仿真模型中,改進仿真結果,計算出新的仿真結果。

 

有限元仿真的結果基本上和真實解都會存在誤差的,可從多個方面:

1) 就是在有限元模擬的時候,我們都要對模型進行一些簡化,這一定或多或少影響計算精度的;

2) 有限元求解的時候,由于各個項目的差異,我們定義各種參數(和實際的一定有差異)例如滑動摩擦系數的值等等,這也會影響理論公式的計算精度;

3) 建立有限元模型的時候網格的劃分,熟練人員和不熟練人員的網格劃分有很大差別,這更是影響著求解的計算精度;

4) 有限元求解本身就是近似計算,它用近似模型替代實際模型,所以計算的最終結果一定和實際存在著一定的差別;

5) 即使有限元的計算結果正好等于實際值,但是有的實際解在實際中根本沒辦法測量或者說即使測量了由于采取的手段的差異,它的結果也不一定非常的精確,這樣來說實際的解本身也存在誤差;

 

至于減小誤差,,是一種經驗的積累,對分析所采用的各種手段(采用什么樣的網格?材料模型?各種參數控制?等等的一些)理解的更加透徹,計算精度一定會更加的精確

 

6) 首先有限元的發展是利用現有的力學理論發展起來,這些理論本身就存在與實際情況存在差異,象彈性力學中其考慮為小變形,忽視了應力應變的高階量 這本身便會與實際情況存在誤差;

7) 其次有限元的算法以及單元類型也會對結果造成影響,象我們使用協調模型推導處的單元函數總會使得單元偏硬;

8) 邊界條件和加載條件的簡化也會造成差異;

 

所以有限元的誤差大小不是很重要,大多數情況下使用有限元只是給提供一個結構變化趨勢(只要其在合理的誤差范圍內)來指導產品的設計,改良并最終實驗驗證。(本總結借鑒了網上一些無法查到來源的資料)

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