Fehlerquellen beim Einsatz von Statiksoftware

Finite Elemente (FE) Software wird typischerweise zum Modellieren und Analysieren des Verhaltens einer Struktur verwendet. Bei Verwendung der FE-Software, Die erhaltene Lösung ist aus vielen Gründen eine Näherung. In diesem Artikel, Ich werde Sie durch die Fehlerquellen in einem strukturellen Finite-Elemente-Modell führen, zeigt Ihnen, worauf Sie bei der Validierung und Verifizierung Ihres Modells achten müssen. Falls du es noch nicht wusstest, Der Großteil der Software, die wir bei SkyCiv anbieten, basiert auf der Finite-Elemente-Methode (FÜNF), Daher ist dieser Artikel relevant, wenn es um FE-Software wie SkyCiv geht.

Fehlerquellen bei der Verwendung von Finite-Elemente-Software

In der Liste unten, Ich habe die wichtigsten Fehler zusammengefasst, die bei der Modellierung von Strukturen mit FE-Software auftreten können. Einige davon können vom Benutzer gesteuert werden, während anderen oft nicht geholfen werden kann.

Numerische Fehler: Die Analyse erfolgt am Computer, die reelle Zahlen nur mit endlicher Genauigkeit darstellen kann. So, Es gibt viele Rundungs- und Abschneidefehler, die mit dem numerischen Prozess verbunden sind.
Schlechte Wahl des mathematischen Modells: Was ist, wenn das physikalische System, das Sie zu modellieren oder zu simulieren versuchen, sich nicht an die Annahmen Ihres Modells hält?? Vielleicht hat das Modell zu viele Vereinfachungen, die es zu einer schlechten Repräsentation des realen Systems machen.
Diskretisierungsfehler: FE-Software funktioniert durch Diskretisierung kontinuierlicher mathematischer Gleichungen und Formeln. Natürlich, ein diskretes Modell kann ein kontinuierliches Modell nicht perfekt abbilden, Fehler unvermeidlich machen. hoffnungsvoll, wir finden, dass sie unbedeutend sind.
Inhärente Schwächen und Einschränkungen: Mangelnde Erfahrung mit FE-Software bedeutet, dass einige Ingenieure die Einschränkungen oder Mängel dieser Art von Software nicht kennen. Ein Träger, Das Modellieren eines Bauteils mit extrem großen Abschnitten oder sehr kleinen Längen kann um Verbindungen herum oder nach dem Importieren von Modellen aus CAD auftreten. Jedoch, Diese Arten von Elementen können dazu führen, dass der FE-Prozess schlecht konditioniert wird und fehlerhafte Ergebnisse liefert.
Menschliches Versagen bei Eingaben: Dies ist wahrscheinlich die häufigste oder offensichtlichste Fehlerquelle. Der Bearbeiter oder Benutzer hat seine Eingaben falsch eingegeben und dies führt zu einem Fehler. Zum Beispiel, die Knotenpositionen wurden falsch eingegeben Millimeter wenn die Software erwartet hat Meter. Dies führt zu einer RIESIGEN Struktur, während die Abschnitte noch winzig sind, weil sie korrekt eingegeben wurden Millimeter.
Menschliches Versagen bei der Modellierung: Unerfahrene Benutzer haben möglicherweise Probleme, eine Struktur korrekt zu modellieren. Dies kann zu Fehlern führen, die der Benutzer nicht versteht oder gar erkennt (gruselig!). Ein Träger, Sie erkennen möglicherweise nicht, dass benachbarte Elemente einen gemeinsamen Knoten teilen müssen, um miteinander verbunden zu werden. Wenn Sie dies nicht tun, führt dies zu einem schlecht eingeschränkten Modell. Ein Beispiel dafür sehen Sie im unten abgebildeten Modell. Ein Element überspannt die Oberseite der gesamten Struktur, und der Ingenieur vergaß, die Stützen zu verbinden, indem er das obere Element in mehrere durchgehende Elemente aufteilte. Zum Glück Software wie SkyCiv Structural 3D hat eine eingebaute "Modellreparatur" Funktion.

Abbildung 1: Der Techniker hat die Stützen nicht richtig mit dem oberen Balkenelement verbunden.

Wie kann ich diese Fehler minimieren?

Es empfiehlt sich, Ihr Modell sowohl vor als auch nach dem Lösen gründlich zu überprüfen. Bei der absolutes Minimum, Sie sollten die folgenden Aufgaben ausführen, wenn Sie FE-Software verwenden:

Überprüfen Sie immer Ihre Eingabe und stellen Sie sicher, dass die Software mit den von Ihnen beabsichtigten Werten arbeitet. Sie werden erstaunt sein, wie oft ein Benutzer unser Support-Team kontaktiert und denkt, dass es einen Fehler in der Software gibt, nur um festzustellen, dass sie falsche Einheiten oder Daten eingegeben haben.
Führen Sie immer grobe Handberechnungen durch, um zu überprüfen, ob die Ergebnisse innerhalb des erwarteten Bereichs liegen (oft auch als "Baseballstadion" Zahlen).
Überprüfen Sie immer die verformte Form der Struktur. Wenn die Form nicht Ihrer Intuition entspricht, haben Sie möglicherweise die Lasten oder Stützen falsch eingerichtet.
Wenn Ihre Ergebnisse kleine Zahlen sind, Überprüfen Sie die Zahlengenauigkeit in der Software. Ändern Sie die Genauigkeitsmethode der Zahlenausgabe in "Exponentiell" Notation zum Beispiel, damit Sie die Skala der Ausgabe verstehen können. Alternative, wenn Ihre Zahlen sehr groß sind, Sie haben wahrscheinlich das Modell falsch eingerichtet oder Ihre Struktur ist schlecht entworfen.

Ich hoffe, dieser Artikel hat dazu beigetragen, die Arten von Problemen und Fehlern zu verstehen, die bei der Verwendung von Finite-Elemente-Software auftreten können. Wenn Sie Zweifel an Ihrer Modellierung haben, Unser Support-Team kann Ihnen helfen. Wenn Sie die SkyCiv-Software verwenden, Scheuen Sie sich nicht, sich bei Modellierungsproblemen an den Support zu wenden.