¿Qué tan exacto es FEA y simulación CFD? Si bien la pregunta parece simple, la respuesta no es.
Para un diseñador CAD sin exposición previa a la FEA y CFD, esta es una pregunta natural. Métodos numéricos se remontan mucho tiempo y se han utilizado para soluciones aproximadas a problemas que no pueden resolverse con precisión. Desde la década de 1950, cuando se hicieron disponibles para el procesamiento de datos numéricos pesada de FEA y CFD computadoras, estos dos métodos se han investigado extensamente; muchos miles de libros y artículos de investigación publicados; y las metodologías de la mejora continua y algoritmos refinados. FEA y CFD son métodos fiables de sonido.
Dentro de los documentos incluidos en nuestros productos SOLIDWORKS FEA y CFD de simulación, hay problemas de validación que comparan la solución numérica de problemas seleccionados con una solución analítica de forma cerrada, resultados experimentales establecidas o soluciones de otros recursos.
Para un usuario de la energía que se trate, con exactitud, el debate comienza sobre discretización continuo y mallado. Tipos de elementos de la FEA, tales como sólidos, conchas y vigas o elementos 2D como avión-estrés, avión-deformación y axi-simétrica, nuestros dos algoritmos de mallado FEA (estándar y basada en la curvatura), distintos controles de malla y compatible vs incompatibles malla metodologías generalmente surgen.
Una solución numérica ideal es aquel que es independiente de la malla. Después de todo, el mallado es una aproximación de un continuo en un modelo finito de datos discretos. Se trata básicamente de las matemáticas y la física no. Mientras completa malla de independencia nunca se puede conseguir, como ingenieros, buscamos la solución convergente dentro de las aproximaciones y las tolerancias aceptables. Mallado adaptativo, en el que el programa ajusta la malla durante el cálculo mirando gradientes del parámetro bajo consideración son de particular interés para los usuarios de energía.
a cuestión de la convergencia también aparece cuando la resolución de problemas no lineales en FEA, sea linealidades materiales, tales como el comportamiento estructural más allá de rendimiento o el uso de una curva de tensión-deformación no lineal, no linealidades geométricas como con grandes deflexiones o contacto general. En CFD, donde se resuelven las ecuaciones diferenciales parciales acopladas de Navier-Stokes, gráficos de convergencia se trazan para los parámetros seleccionados.
A veces, la cuestión de la precisión se preguntó por los clientes actuales y potenciales que no se basan en las metodologías y / o la ejecución de programas y capacidades, pero con un problema en particular en mente. Primero asegúrese de que el tipo de simulación se ejecuta corresponde al modo de fallo que está observando o esperando en la realidad. Un punto fuerte de simulación examinar estática no te dice mucho acerca de una verdadera falla por fatiga mundo que examina la vida bajo carga cíclica. Un análisis lineal sólo es bueno, siempre y cuando los supuestos subyacentes de linealidad están satisfechos. Cuando vas más allá de límite elástico material de cualquier parte de su diseño, usted tendrá una re-distribución de la tensión que sólo puede ser capturado por un análisis no lineal. A veces, las distinciones son un poco más sutil. Fatiga de alto ciclo utiliza una metodología diferente a la fatiga de bajo ciclo, por lo que dependiendo del tipo de problema que tenga que ver para estos matices. Si usted no sabe qué tipo de fallo que hay que llevar a cabo, ya sea que usted debe simular todos los diferentes modos de fallo o hacer algunos experimentos en el laboratorio para obtener una mejor comprensión de lo que los modos de falla para gobernar dentro o fuera.
Al tratar de replicar los datos experimentales o de respuesta real en el campo con la simulación, recuerda que el origen de las discrepancias potenciales es a menudo en las configuraciones. Como ejemplo, considere esta parte que actúa como un simple voladizo. Dependiendo de la condición de frontera y la rigidez relativa de la parte frente a su estructura de apoyo, obtendrá resultados diferentes.
Además de las condiciones de frontera, las propiedades del material y el modelo respectivo material utilizado para representar que puede ser otra consideración. Los resultados cuantitativos más exactos que está buscando, el más cuidado que deben tener con la configuración de su modelo y la interpretación de los resultados y los matices involucrados. Mientras que si usted está buscando un entendimiento más cualitativo de la conducta en la etapa de diseño, podría ser la de las aproximaciones que participan más de mente abierta.
La cuestión de la precisión debe abordarse en su contexto. FEA y CFD son herramientas muy poderosas que pueden ser utilizados por los ingenieros de producto de manera muy eficaz. Cuanto antes de empezar a utilizar la simulación en su diseño más efectivo será el de ayudar a entender los comportamientos y tendencias. Usted puede ver dónde las regiones críticas son y lo que puede necesitar más atención para un análisis más detallado. El uso de la simulación en etapas posteriores puede convertirse en algo más complicado, dependiendo de la situación, pero aún así esta es una de las herramientas más eficaces que los ingenieros tenemos a nuestra disposición. Vamos a tratar de usar antes de tiempo, a menudo, y con precisión.
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