对于非线性问题,建模前通常需要考虑下列几个问题:
1.分析目的是什么?
拿到某个分析问题后,首先应该在总体上有清晰的认识,即:明确分析目的。该问题看似非常好笑,如果连分析目的都不清楚,如何来进行计算机仿真?但是对于基础较弱的初学者来讲,经常会犯一些非常低级的错误,他们对于模型的本质还没有清楚认识就草草地开始建模,必然会出现分析结果错误或走弯路。对于某个工程问题,必须搞清楚分析的目的,而且应该作如下思考:为了达到该目的需要作哪些简化和假设、需要使用什么方法和功能、建模的主要困难是什么、如何解决这些困难等。对于这些问题,都要事先作合理的调查分析,只有明确分析目的并作了充分考虑之后,才能够建立正确的模型。
2.影响模型结果的关键因素有哪些?
在非线性问题建模过程中,往往会遇到影响分析收敛的许多关键设置。例如,接触非线性、大变形、复杂加载等。为了解决这些问题,应该针对关键设置作合理的建模设计,保证关键点设置正确,例如,在接触处加密网格、合理设定加载过程等。
3.包含哪些简化因素?
实际工程问题往往是复杂的耦合问题,模型同时受到很多因素的影响。使用有限元方法分析问题时不可能完全考虑所有因素,而往往需要进行简化和假设,此时必须抓住本质和主要矛盾,撇去次要矛盾。建模时应该合理简化模型的几何形状、边界条件、载荷等。简化模型将考验CAE工程师的基本功,简化结果的优劣与好坏直接体现工程师的建模水平,好的简化模型往往能够达到事半功倍的效果。
4.时间的相关性怎样?(www.xing528.com)
建模时还应该考虑所分析问题的时间效应:如果与时间无关则可以采用静力分析;如果与时间有关,则应该采用动力分析方法。
5.需要使用哪些功能?
建模过程中将会使用到哪些功能?这个问题也比较重要。要正确回答该问题,需要清楚ADINA软件的功能,并能够实现对应的功能。对于不熟悉的软件功能,应该首先查阅帮助文档或相关学习资料,如果没有可供查询的资料,则应该对该项功能进行简单的模型测试,当测试通过,并了解其使用方法之后,再建立详细的模型并计算。这通常是最节省时间的建模方法。
6.需要多大的求解区域?
读者应该根据分析目的来确定需要求解的模型区域大小,求解区域过小可能导致考虑问题不全面,甚至错误解;求解区域过大将会浪费计算资源,导致求解时间过长等。对于关心区域,则应该加密网格;对于次关心区域则可以使用较粗的网格;对于不关心的区域则不必建立模型。需要注意的是:对于次关心区域,如果网格过于稀疏也将影响计算结果的精度,因此划分网格时应该合理设置网格密度,必要情况下应该进行网格密度测试。
7.模型的规模应该设置为多大?
单纯从计算精度方面考虑,单元数量自然是越多越好;如果从计算资源方面考虑,单元数量增加后所需要的计算资源也将增加。因此,精度与计算资源之间的关系是相互矛盾的,读者应该根据具体问题具体分析,最终设置合理的网格密度。
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