ANSYS | 一次成功的有限元分析之前需要做的一些规划

“做一次成功的有限元分析需要几个步骤？”

拿来任务书，开始准备材料参数、建立模型、划分网格、设置约束条件、加载求解，在后处理中查看计算结果，查看各种云图或者绘制各种时程关系曲线、荷载位移曲线，撰写分析报告……

且慢，漏了一个重要环节——返工！

话说到这里突然满眼辛酸泪的同仁们来握个手。。。。

通常情况下，如果在开工的时候没有做好整个工作的计划和安排，那就很可能给自己挖个大坑。不要说糊弄一个云图就可以了，那可不是“成功”的有限元分析，我想至少，需要问自己以下几个问题：

我要做的是什么类型的分析？

线性？非线性？接触？屈曲？动力？每种分析类型都有各自的特点，比如在线性分析中，我们大多只关注应力和形变，用的时间主要花在建模上；非线性呢，有时候还需要调整求解器，时间大部分用在处理“如何才能收敛”的问题上。。。如果你用线性分析方法去做了岩土的分析，无论云图多么漂亮也都出不来一份合格的报告，还是乖乖返工吧。

我要分析的对象能否进行结构简化？

有限元实质上就是一种近似计算方法，千万不要为了算大桥的跨中挠度，就用实体单元建立整桥模型。局部是局部，整体是整体，一定要根据分析的目标来考虑对哪些结构上的次要构件进行简化，能简化尽量简化。当然，现在有个热词，叫精细化分析。不过即便是精细化分析，也是需要考虑计算成本的，在发挥现有计算机硬件设备能力的基础上，尽可能做到计算结果接近真实情况就好，不建议挥舞着普通笔记本电脑的研究僧们瞎比划，小心给寝室增多了个暖宝宝。

我要如何选择单元？

经常听到有同学问这个问题，其实这去文献大洋中找一找就可以知道了。但还是需要有一些要注意的，并非实体单元的计算结果就一定好。

曾见到有同学用实体单元分析细长杆件的，一个潜在问题：什么是实体啊？长宽高三个尺寸都在一个数量级之内，对吧？好，那将实体单元网格划分成一个细长条之后呢，单元的拓扑结构会受影响，计算结果可能不准确！所以，分析杆件的时候，还是老老实实地让Link单元去做吧，看不惯显示效果的话，可以用/eshape 命令调整一下效果就好啊。

还有，同为实体单元，Solid45、Solid65、Solid92等等就有许多差异。65单元可以带钢筋属性、92单元的节点多——节点多可以适应更复杂更不规则的网格，45单元则是一贴万能胶，哪里都能用哪里都好使，就是功能有些中规中矩。

分析中的主要难点是什么？

在分析过程中，可能做着做着就干不下去了，卡在了一些想不到的环节。而且关键的是，大多数情况下，身边也没个人问的！大家方向不一样，想帮忙的话也是有心无力啊！所以，需要在分析之前想一想，主要难点可能是在哪，然后做准备工作的时候多看看相关的文献或网站，或来十千牛这里搜一搜~

分析前有所预想，在分析过程中卡壳的时候，才会很快联想到问题可能的几条原因，然后另作一个独立的小模型，用枚举法，挨个尝试，直到找到原因，解决问题，完成攻关，继续前进。

现有的资源有哪些？

一次超凡脱俗、与众不同、全无仅有的结构分析，说实话还真难遇到。于是，在平时做分析的时候，一定留心搜集各种相关的代码——在ANSYS的学习中，我十分十分推荐直接学习APDL，只有个别的时候会用到GUI界面操作。因为APDL是ANSYS的优势啊，相似的结构形式、材料属性、后处理等等操作，直接从自己整理的代码库里复 制粘贴过来就OK了！你以为分析快的人，只是打字快、键盘好用么！

好了，我目前就想到了这么多，对于这个话题，大家还有啥想法和建议么？欢迎留言，参与讨论。