FEA有限元仿真軟件的案例
有限元分析（FEA）的未來:無網格仿真
計算機輔助工程仿真（CAE）主要是基于有限元法(FEM)。有限元法是一種數值方法，它可以把研究對象分解成可以數學建模的簡化單元，從而解決復雜的工程和數學問題。
大多數物理現象和工程力學的數學模型都是用偏微分方程(PDEs)建立的。
與工程相關的偏微分方程是一種特別復雜的方程，它輸出結構中相關特性(應力、應變、變形、溫度等)的精確理論測量值，從中可以模擬設計在設定荷載下的真實行為。
有限元分析(FEA)用數值方法給出了這些問題的近似解。通過這種方法，研究對象的形狀被分解成大量的小而簡單的元素，創建一個稱為網格的元素網。計算機對網格中的每一個元素進行計算，然后根據這些元素之間的相關性添加單獨的結果，通常必須使用插值使連接元素之間的結果差異一致。
由于一個形狀很少是統一的幾何形狀，一個物體的不同部分，以及不同幾何形狀的物體，將需要不同的方法來破壞，或簡化形狀，以創建一個精確的網格。
將這些不同的網格生成并疊加在一起的過程稱為網格生成或網格劃分，已成為當前工程設計中最重要但最不規范的過程之一。為了正確選擇網格劃分的方法和位置，工程師必須對不同類型的形狀和軟件如何讀取它們有深刻的理解，這是除了工程師自己的經驗和直覺，很難從任何來源獲得的知識。
此外，不同的軟件會有不同的網格特征和計算方法，如果工程師不熟悉程序，就很難使形狀和網格一致。
網格劃分的主要困難在于它的形狀依賴性。
目前有限元軟件的網格處理主要集中在線性單元的協調排列上。因此，曲面和復雜曲面必須經常進行簡化，這一過程稱為變形，以實現精確的網格。一個更精確的網格要么需要更多的單元，這就需要更多的計算時間，要么需要更多的缺陷，這就輸出更不準確的結果。
太多元素和太多缺陷之間的平衡是設計工程師做出決策的核心。
展開 行業熱點丨工程師期待什么樣的有限元分析（FEA）軟件？
借助快速精準的網格劃分工具，簡化仿真流程
面對如今復雜的設計挑戰，機械工程師需要手頭有一套靈活可靠、易用且功能全面的工具。這類工具不僅要能幫助工程師快速理解并解決復雜技術問題，還需具備強大的可視化能力，方便他們溝通想法、推進方案落地；同時，工具應能自動處理繁瑣、耗時且重復性高的工作，讓工程師得以專注于創新設計。
下面我們來看看，Altair? HyperMesh? 是如何滿足這些需求的。
1、結果的準確性與可靠性
總體而言，工程師需要的是 “可信的分析結果”—— 即結果需經證實能與現實物理行為高度吻合。畢竟，沒人愿意因分析誤差導致問題：要么過度設計（造成重量、材料與成本浪費），要么零件失效（引發本可避免的安全隱患、保修糾紛與品牌聲譽風險）。
準確性對產品認證與安全至關重要，但在設計探索與權衡分析階段，“速度” 同樣是關鍵。這一階段，工程師不愿為運行大型模型耗費大量計算資源，更不想漫長等待結果 —— 尤其是當代理模型（surrogate model）已能給出 “足夠好” 的結果，為工程師指明最優設計方向時。
隨著設計不斷推進，工程師能夠靈活選擇結果精度，這一點對他們而言至關重要。
2. 易用性與工作流程效率
所有工程師都希望專注于手頭的問題，而非在軟件界面（UI）上浪費時間與精力。因此，有限元分析軟件必須具備直觀的界面，同時優化幾何導入（從 CAD 軟件導入）、幾何更新、網格劃分及其他前處理與后處理流程。
通常，CAD 模型導入后需進行一定清理，包括修復幾何問題、為網格劃分做準備 —— 而 HyperMesh 能讓這一步驟快速、精準且無繁瑣操作。
展開 行業熱點丨工程師期待什么樣的有限元分析（FEA）軟件？
借助快速精準的網格劃分工具，簡化仿真流程
面對如今復雜的設計挑戰，機械工程師需要手頭有一套靈活可靠、易用且功能全面的工具。這類工具不僅要能幫助工程師快速理解并解決復雜技術問題，還需具備強大的可視化能力，方便他們溝通想法、推進方案落地；同時，工具應能自動處理繁瑣、耗時且重復性高的工作，讓工程師得以專注于創新設計。
下面我們來看看，Altair? HyperMesh? 是如何滿足這些需求的。
1、結果的準確性與可靠性
總體而言，工程師需要的是 “可信的分析結果”—— 即結果需經證實能與現實物理行為高度吻合。畢竟，沒人愿意因分析誤差導致問題：要么過度設計（造成重量、材料與成本浪費），要么零件失效（引發本可避免的安全隱患、保修糾紛與品牌聲譽風險）。
準確性對產品認證與安全至關重要，但在設計探索與權衡分析階段，“速度” 同樣是關鍵。這一階段，工程師不愿為運行大型模型耗費大量計算資源，更不想漫長等待結果 —— 尤其是當代理模型（surrogate model）已能給出 “足夠好” 的結果，為工程師指明最優設計方向時。
隨著設計不斷推進，工程師能夠靈活選擇結果精度，這一點對他們而言至關重要。
2. 易用性與工作流程效率
所有工程師都希望專注于手頭的問題，而非在軟件界面（UI）上浪費時間與精力。因此，有限元分析軟件必須具備直觀的界面，同時優化幾何導入（從 CAD 軟件導入）、幾何更新、網格劃分及其他前處理與后處理流程。
通常，CAD 模型導入后需進行一定清理，包括修復幾何問題、為網格劃分做準備 —— 而 HyperMesh 能讓這一步驟快速、精準且無繁瑣操作。
展開 國產有限元軟件對標Abaqus慘遭各大有限元軟件圍攻，仿真大戰究竟誰能勝出
[首先感謝Simdroid開發人員知乎用戶lanjieying大師提供的驗證算例]
近年來，發展國產自主CAE軟件的呼聲越來越高。尤其在去年中美貿易戰的加劇的形勢下，走出被“卡脖子”的藩籬，發展自主CAE軟件再一次在行業內被提起。實際上，幾十年前，我國部分計算力學家就倡導發展自主CAE軟件，并且當時實際上也發展了一部分國產有限元軟件。大連理工在八九十年代開發了JIFEX（目前該軟件叫SIPESC），北大在SAP的基礎上發展了SAP84，在當時積累了部分用戶，梁國平院士發展了自動有限元生成系統FEPG（目前叫FELAC）。
同時，目前還有一批新興的軟件已經面市或者即將面市，安世亞太目前在宣傳他們的自主通用仿真軟件PERA SIM；同時在知乎上，知乎答主lanjieying大師通過不少驗證案例展示了新興有限元軟件Simdroid的計算能力。以下是lanjieying大師提供的一個計算案例（鏈接https://zhuanlan.zhihu.com/p/107046577）：
問題描述：
半徑2.54m的圓環，矩形截面0.0254m*0.0254m，彈性模量2.068e11Pa，泊松比0.0。外表面均勻受壓。采用線性屈曲分析計算圓環的臨界荷載。
Lanjieying認為：有限元軟件COMSOL對該案例的計算結果是錯誤的（其計算出的臨界荷載因子為0.068），原因是其沒有考慮壓力引起的荷載剛度，而abaqus，ANSYS和Simdroid則可以得到正確的結果0.0517。
展開 
一期一會 | 什么是有限元分析（FEA）？
寫在前面
仿真、模擬、有限元分析、多物理場……這些術語是不是早已成為每位仿真人的“日常”？大家是否知曉其背后的技術原理和演進趨勢，正深刻地改變著世界？Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題，邀您一起探索仿真世界。本專題將以“一期一會”的形式，攜手各領域專家，圍繞Ansys全產品線的技術優勢，帶您深入解析流體、結構、電子設計及電磁仿真、光學、光子學、半導體、自動駕駛、汽車、聲學、航空航天、材料等多個關鍵領域，讓復雜的專業知識觸手可及。
有限元分析（FEA）是基于有限元法（FEM）計算來預測對象行為的過程。FEM是一種數學方法，而FEA是對FEM結果的解釋。FEA讓工程師能夠深入了解復雜系統和結構，幫助他們做出更明智的設計決策。
FEM基于數學將復雜系統分解為更小、更簡單的部分（即“單元”）。接下來，它將微分方程單獨應用于每個單元，利用計算機的功能進行劃分，然后解決工程問題。
FEA是FEM方程的應用，并且是許多類型的仿真軟件的基礎所在。通過創建真實設備的虛擬模型，FEA可用于安全、快速且低成本地開展設計驗證和測試。
有限元建模實現了對物理世界的仿真，而無需花費成本、時間或風險來構建物理原型。這些虛擬模型可用于解決各行業中不同條件和場景的問題，特別是對于具有復雜或高風險環境的行業尤其有價值，如航空航天和生物力學。
有限元分析示例
無論是您的座椅、無線手機充電器、還是靜脈血液流動，我們周圍的許多對象和系統都可以使用FEA進行建模。憑借其近似處理高度不規則尺寸問題的能力，FEA幾乎可以應用于所有領域。任何使用微分方程描述的物理行為，如大多數工程問題，甚至某些更加深奧的問題（如量子力學），都可以使用FEA進行求解。
展開 【仿真百科】有限元仿真分析軟件的定義和仿真案例
有限元分析軟件的優勢
有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）軟件可以幫助企業減少在產品或者流程的設計、優化或控制環節中，原型測試的原型數量和測試次數。對于企業和研究機構來說，有限元仿真分析帶來的不僅僅是成本的降低，更重要的是在激烈的市場競爭中贏得優勢，為研發投入帶來了更大的回報。正因如此，近年來，越來越多的企業將更多的研發資源投入到有限元分析中。
一旦建立了能夠準確預測真實物理參數的有限元分析模型，工程師們就可以借助它來加強對物理現象的理解和認識，以大幅改進產品或過程的設計和運行。在此基礎上，優化算法和自動控制的應用，可以進一步實現僅憑直覺完全無法達到的設計改進。目前的有限元分析軟件大多已包含自動控制功能，并將這些功能嵌入數學和數值模型中，而優化算法也通常包含在求解過程中，下文將會詳細介紹。
高保真模型的引入，可以幫助工程師們加深理解、激發靈感，帶來全新的設計和方案。正是因為這個原因，對于面臨著激烈競爭的企業來說，有限元分析是研發部門不可或缺的工具。近年來，有限元分析軟件的使用越來越廣泛，已經從大型企業以及工程師的培養機構，擴展到各行各業的中小型企業和涉及各個學科的研究型機構中。
深入解讀有限元分析軟件
基于數學模型表示的物理定律構成了有限元分析軟件的基礎。對于有限元分析來說，這些定律包括各項守恒定律、經典力學定律和電磁學定律。
通過使用有限元法（FEM）將數學模型離散化，可以得到相應的數值模型；隨后求解離散方程，并對結果進行分析，這就是有限元分析 這一術語的含義。
通過數學語言對物理定律在空間和時間進行表述，即產生了偏微分方程（PDE）。偏微分方程的解用因變量表示，如結構位移、速度場、溫度場和電勢場，等等。解是基于自變量 x、y、z 和 t 在空間和時間尺度上進行描述的。
展開 有限元 關于fea的文章
upport Web Based Customer Centric Design.part4.rar
upport Web Based Customer Centric Design.part1.rar
upport Web Based Customer Centric Design.part2.rar
upport Web Based Customer Centric Design.part3.rar
快速了解離散元仿真軟件Altair EDEM（與多體/有限元/流體軟件實現耦合）
如果加上軟件的API接口開發功能，這又會大大增加接觸模型的數量，可以幫助我們適用于不同的仿真需求。
EDEM可以聯合主流的CAE工具軟件進行顆粒系統與流體、機械結構及電磁場的耦合模擬仿真。
1、與 MBD（多體動力學） 軟件耦合
EDEM與 MBD（多體動力學） 進行耦合，可以仿真設備的動態力學響應，不僅可獲取固體散料對機械設備的真實載荷大小及其對設備性能產生的影響，同時可通過分析固體散料的力學響應，為機械設備作業質量評估提供依據。
Altair HyperWorks? 2019.1實現了Altair MotionSolve和EDEM之間的實時雙向耦合。
在EDEM中創建散料的模型，設定顆粒的形狀和質量等屬性，創建顆粒間的接觸。在MotionSolve創建系統的多體動力學模型，與EDEM共享相關的幾何。耦合仿真同時計算，每個時間步交換數據：MotionSolve計算設備部件的位置和速度，共享數據給EDEM，EDEM計算散料顆粒之間的接觸力，以及與設備部件之間的相互作用，共享各部件上的合力和力矩給MotionSolve。兩者耦合計算整個系統的運動狀態。
借助EDEM與MotionSolve的雙向耦合，可以分析挖掘機的鏟斗在不同操作工況下的載荷，評估挖掘深度、鏟斗裝載率、結構件載荷分布、動力系統匹配等。
2、與FEA（有限元分析）軟件耦合
EDEM可以與有限元分析軟件耦合，從而實現對施加在機器零件的載荷進行仿真分析，并將結果直接導出到所選的結構分析工具中。
展開 Ansys Zemax | 什么是有限元分析（FEA）？
精確的多物理場仿真可以幫助工程和設計團隊預測系統在各種使用情況下的性能，并仿真可能的條件，以在設計階段了解對系統性能的影響。
對于手機或車載攝像頭而言，如果鏡頭在溫度與室溫不同的環境中可否按照性能規格運行至關重要。隨著溫度的變化，透鏡材料膨脹或收縮，導致透鏡的表面形狀以及材料折射率發生變化，這將使光線發生偏離。此時的表面形狀不再能夠通過已知的參數化多項式來描述，也不再能將各向同性折射率賦予整個透鏡幾何體。這些變化會影響最終圖像，并可能降低圖像質量，MTF 值可能也會低于設計要求，從而導致最終圖像損失對比度而變得模糊。此外，光學產品不僅包含光學透鏡，還具有機械封裝元件，這些元件會因為改變鏡片的位置和對鏡片施加壓力（這是鏡片表面變形的另一種方式）而顯著影響性能。
綜上的分析與評估，僅僅通過Ansys Zemax OpticStudio 是無法完成的，需要通過有限元分析 (FEA) 獲取形變數據用于后續擬合，本次分享主要作為FEA分析的科普。完整的工作流程可以參考先前關于手機鏡頭多物理場分析的分享。
什么是有限元分析（FEA）？
有限元分析（FEA）是基于有限元法（FEM）計算來預測對象行為的過程。FEM是一種數學方法，而FEA是對FEM結果的解釋。FEA讓工程師能夠深入了解復雜系統和結構，幫助他們做出更明智的設計決策。
FEM基于數學將復雜系統分解為更小、更簡單的部分（即“單元”）。接下來，它將微分方程單獨應用于每個單元，利用計算機的功能進行劃分，然后解決工程問題。
FEA是FEM方程的應用，并且是許多類型的仿真軟件的基礎所在。通過創建真實設備的虛擬模型，FEA可用于安全、快速且低成本地開展設計驗證和測試。
有限元建模實現了對物理世界的仿真，而無需花費成本、時間或風險來構建物理原型。
展開 Midas fea節點有限元分析
利用閑暇時間做了兩個Midas fea節點有限元分析，有需要這方面的咨詢，可以聯系我
有限元分析（FEA）網格質量標準
有限元分析中的網格質量確實至關重要，它直接關系到 ?? 網格質量關鍵指標與標準 網格質量的評估通常涉及多個維度的幾何指標。每個指標都描述了網格單元與“理想”形狀的偏離程度。
為什么我的有限元（FEA）模型不會收斂并求解？
MSG文件
該.msg或“信息”文件中關于有限元模型的實際運行數據。它包含在每次嘗試解決增量過程中生成的所有數據-逐次迭代。
當使用任何隱式方法求解時，迭代是“嘗試”以找到增量的平衡解。在每次迭代中，解決方案應該越來越接近于平衡，但這并非總是如此。這將被稱為發散（而不是收斂）迭代，并且實質上是我們在分析期間遇到的所有問題的根源。
一旦模型開始，某些警告或錯誤可能會在解決方案中變得很重要。例如，當元素中的應變變得過高并且Abaqus為“ ***警告”時，就是這種情況，這可能是一個問題。通常使用msg文件診斷的另一件事是模型中的“剛體運動”-解算器無法收斂于穩定的平衡，因為沒有平衡點。同樣，msg文件會盡力讓您知道發生了什么。在這些情況下，它可能有點神秘，但這就是我們系列博客的全部內容。
我們還可以探查解決方案的各個方面，以找到最大的力和力矩殘差以及位移和旋轉校正-以及它們出現在哪個節點。它本身并不是非常有用，但是，與從本文中已經討論過的其他資源中提取的信息結合使用時，在診斷和調試有限元模型時它可能會具有無價的價值。
4.檢查ODB
.odb或“輸出數據庫”是存儲結果內容的位置。我的最終建議不像上面討論的那樣“科學”，但是通常同樣有效。
有時，只有當仿真實際上已經開始并且已經獲得一些結果時，這才起作用，您只需查看odb，就可以確切地看到模型的問題所在。如果沒有正確應用邊界條件，或者在不應該發生邊界變形的情況下發生變形，則可以在可視化視圖中看到它。這對于調試模型非常有幫助，因為您不僅可以知道問題出在哪個模型區域，而且還可以更容易地理解其原因-無需可視化大腦中正在發生的事情。
即使沒有運行增量，odb也可以提供幫助的另一種方法是通過Abaqus創建的“警告”和“錯誤”節點和元素集來嘗試幫助您進行調試。
展開 免費領視頻 | 使用有限元分析 (FEA) 確保泵和壓縮機的結構完整性
此網絡研討會的講解內容包括：
有限元仿真可以高效預測泵、壓縮機及其相關殼體的結構性能
工程過程整合了 CAD 和 CAE 并關聯了物理測試
泵和壓縮機制造商必須確保機器及其組件在臨界載荷情況下的結構完整性
在設計階段可靠預測由于殼體結構動力學造成的噪聲和振動
Sebastian Flock
Simcenter 3D 解決方案業務開發經理, Siemens Digital Industries Software
塞巴斯蒂安 (Sebastian) 加入 Siemens Industry Software 時擔任 Simcenter 3D Motion 產品經理，現任 Simcenter 3D 解決方案業務開發經理。塞巴斯蒂安擁有德國亞琛工業大學機械工程博士學位。他的工作成果轉化為各類機械動力學及多體仿真方面的出版物發表。塞巴斯蒂安的工作領域涵蓋多體動力學、耐久性及 NVH、傳動系統和旋轉機械。
點擊鏈接 獲取完整內容：
http://t8iw4ulf0hpixn8k.mikecrm.com/NdmgbLH
以下為部分截取
▼
點擊鏈接 獲取完整內容：
http://t8iw4ulf0hpixn8k.mikecrm.com/NdmgbLH
-END-
展開 《有限元分析》(FEA v23 SP2 x32/x64)[光盤鏡像]
32 ed2k://|file|TLF-SOFT-Algor.FEA.v23.SP2-QUASAR.bin|737718912|a7b3131c96a000ff1740d46e1bbbded5|h=UIPISDKD5Y4CIPNHUH4DICJ7SN7ZI4XH|/
64 ed2k://|file|TLF-SOFT-Algor.FEA.v23.SP2.x64-QUASAR.bin|881374368|5a624e6ff5924627e12905d41f90569d|h=76A6NZNM47FGSEWFW4COZLBWZR5J3KXQ|/
中文名: 有限元分析
英文名: FEA v23 SP2 x32/x64
資源格式: 光盤鏡像
發行時間: 2008年10月13日
制作發行: ALGOR地區: 美國
語言: 英文
簡介:
語言：英語
網址：http://www.algor.com/
類別：有限元分析
FROM NET
引用
在世界上全面領先的設計、分析與仿真軟件的ALGOR公司日前宣布FEA(有限元分析)內嵌的Autodesk Inventor 2009應用軟件完全實現了32位與64位的兼容，并在高精度、高質量的基礎上兩者之間實現交互性應用。
在CAD/CAE中，ALGOR的用戶可高效地將Autodesk Inventor軟件中原有的數據高效地移植過來，對于設計的參數可不用作任何調整與更改，這樣就極大提高了客戶在實際工作的使用效率。
ALGOR公司產品開發部的Bob Williams在賓西法尼亞州的匹茲堡宣稱"我們將繼續地與Autodesk Inventor軟件深度合作，使我們的用戶更能全體到ALGOR軟件的簡單易用性，與CAD內的3D模型無縫集成，讓開發工程師更好地在FEMPRO上選擇更簡便高效的分析工具，以縮短產品的開發周期、降低研發成本"。
展開 DAT（或Data）文件告訴我有關我的Abaqus有限元分析（FEA）工作的什么信息？
這是根據有限元模型中的節點，元素和變量來報告的。Abaqus還估計完成分析所需的最小和最佳內存（RAM）。這在運行大型作業時非常有用，因為它允許用戶選擇適當的硬件以實現最有效的求解時間。如果“最小化I / O的內存”大于可用的系統RAM，則必須在RAM和磁盤內存之間來回交換一些信息，這將導致分析求解時間大大增加。
總結
打印到.dat（或data）文件的信息在調試或后處理時非常有用。正如我們在本文中所討論的，它可用于識別語法和建模錯誤，這些錯誤和語法錯誤會阻止Abaqus解決方案的開始以及理解在執行分析之前進行的檢查和調整。
與status file一樣，data文件中的信息不僅在分析失敗時有用。確保模型關鍵區域中的元素質量可能是有意義的結果與誤導性計算之間的差異，并且了解內存使用情況可以幫助您優化仿真硬件策略。
展開 