其实学习大型通用的有限元软件并不难

liuchanghong

目前在工程界使用的有限元软件很多，功能很全，随着计算机的性能提高以及广泛应用。使用有限元的人员很多，有很多没有学过有限元理论的设计、研究人员为了提高自己的产品质量，也想使用。但是往往被有限元的理论所吓倒。
     其实学习有限元的软件并不难，当然我这里指的是国际上所推广的通用软件。只要具备简单的力学理论例如理论力学，材料力学。知道什么是应力，应变位移，弹性，塑性以及材料的机械或称为力学性质就可以了。当然如果会一点弹性、塑性力学知识就更好。
         因为现在的有限元软件已经把所需要的理论知识水平降到了最低，以ANSYS为例，只要知道如何输入一个工程中有限元模型，然后知道如何对计算出的结果进行分析就可以了。输入部分：只要了解怎样对一个实际工程结构施加实际的位移和载荷约束，至于使用什么单元没有关系，是在不行的话只使用三维实体单元。因为在这些软件的设计者来讲，其目的是希望无论对于一个怎样的复杂问题，操作者并不需要了解实际求解问题的算法，不需要知道有限元的平衡方程。甚至不需要知道单元的形函数等等，只要知道该怎样操作就行了。而且在这个设计思想指导下，经过多年的进步已经使得这个软件变得非常好用。如果对于一个没有操作过的问题，可以找个相类似算例参考去做，然后做些调整一般就没有什么问题。

wangxiaoteng

你这种言论是典型的滥用工程软件的思想。
你所认为的“好用”很多时候就是造成分析事故的原因。
见过很多人连基本概念都搞不清楚，算了两个例题就以为自己精通了
岂不知"能算"和“算得准”根本就是天上地下的差别
通用的有限元软件基本就是个黑盒子，不管怎么瞎jb整都能给出结果
没有扎实的理论知识怎么能判断结果是怎么样？
最典型的一个笑话就是
有个小子拿显式求解的时间步去算隐式蠕变问题，然后告诉领导能算但是需要算五年。。。
就是这种人太多才坏了有限元分析的名声。

zsq-w

是啊，能算是一回事，精度是另一回事。我见过一个同学的同事，完全不懂有限元，对ansys也不太精通，拿个线性静力分析算算，误差都大于5%（本来很多工程对精度要求5%以内就差不多的），然后还拿着个应力云图到处show，很无语。

tonnyw

Contrary to what you said, the modern finite element software has more requirements on the user's theoretical understanding about the finite element method.

Don't think that brick element is the silver bullet. it is very easy to have singularities everywhere for a brick element model which can produce pollution error and make the solution polluted everywhere even in the field far away from the singularities.

In my opinion, you have complete wrong philosophy about using finite element. Actually, I think for a guy to use finite element software, at least he should have graduate degree and really do some coding, then he may be qualified to do FEA.

liuchanghong

目前众所周知的大型有限元软件本身就是便于大家应用的，有人曾经说过，有限元法是工程师的拐杖，是做计算力学人的饭碗。
         软件公司总想推广自己的软件应用于各个不同的领域之中，因此总是希望人们应用软件去解决一些实际问题。另外在工程中所遇到的问题多数是一些可以简化的问题，因此，不存在软件滥用问题。

wangxiaoteng

你的逻辑漏洞太多了，我都不知道该从哪儿补起...
首先需要定义什么是滥用，我认为你第一帖就是一种典型的滥用软件的思想。
FEA软件的一个最大的特点是有无数的option，从边界条件到求解算法，每一步都是很多种选择
最可怕的一点是用户即使误打误撞，也很可能算出来一大堆结果
这就导致很多人像你一样认为有限元软件"便于应用"，问题"可以简化"
这两点恰恰就是滥用的起源

怎样才能避免滥用？需要有怀疑的精神，而不是盲目的被软件牵着鼻子走。
用户需要随时随地的怀疑有限元软件的结果，怀疑问题是否真的解决掉了。
需要有力学功底和数学逻辑，需要会编程序算出个大概的解
比如说将问题简化到一个单元的测试上，验证你的思想，
如果一个单元的检验计算都不能通过的话，算几百万个单元的题更不知道要发散到什么地方去了。

这个时候才能说明你真正会"用"软件了
至于你说的那种实在不行可以用solid单元来算的“经验”
就更是滥用软件的表现，说明你还不知道各种不同单元的重要性和他们适用的状况
以为三维实体单元能解决一切问题
如果你去汽车厂做模拟的时候建议整车碰撞用实体单元，绝对会被撵出来的

plaxis

要学好还是要花很多时间的哦

gujianzhy

都不知道算的对不对 那不就是一堆垃圾

jwobls

要掌握一个软件 不是要我们成为软件的奴隶 而是要我们成为软件的主人 。要使软件更好的为我们服务，必须对软件的核心思想、理论基础、实现手段等有一个比较全面的掌握。确实现在有限元软件一个没有有限元基础的初中生也能熟练就行前处理、后处理，但是滥用有限元软件，不加考虑的问题的本质，盲目的认同求解结果。就是你的大错了。

liuchanghong

我曾经遇到一个设计工程师，由于企业需要他设计出一个大型的起重运输结构装置。按照常规设计的方法需要根据设计规范进行，但是由于这是一个非标准结构。因此他不得不找到一些国内外相类似产品的图片，按照常规设计计算方法对结构进行强度分析。
         但是所设计的结构中的一些细节部分还是不太清楚，所以心里没有底。后来他采用Hyperworks软件将CAD几何模型导入，经过清理等一些列操作，对结构进行强度计算。根据应力和变形分布情况改进了设计，成功的制造并且投入使用。
        在这个例子中，由于企业所投入经费问题，有限元的计算结果并没有用实验验证，而他只是用于自己对几个不同设计方案比较取舍。此外，这个工程师本身对有限元是一无所知的，只是在旁人的建议下，他自己学习了相关操作方法进行计算和分析。

chb1973

要脚踏实地的学习一个软件

fengrui87

感谢分享！！！！

pasuka

目前在工程界使用的有限元软件很多，功能很全，随着计算机的性能提高以及广泛应用。使用有限元的人员很多，有很多没有学过有限元理论的设计、研究人员为了提高自己的产品质量，也想使用。但是往往被有限元的理论所吓 ...
liuchanghong 发表于 2010-7-30 09:54

请问lz三维实体单元如何加载弯矩呢？三维实体单元的体积锁死是怎么回事呢？三维实体单元的高斯积分次数需要几次？如果三维实体单元真的可以通吃的话，还开发别的单元做什么呢？
“实在不行的话只是用三维实体单元”这样的话是哪个老师教的？那个老师是西大生吗？

guayigou

大清早的来看到这样的坑。。。
楼主要能回答出13楼的问题，就不错了。
趋势是希望尽量以实体单元代替所有的单元类型，但至少13楼中提到的三维单元的几个问题，ansys就不如Nastran解决的好。
顺便向6楼的wangxiaoteng问好。

wj0099

也是的，只要你学会一中，其他的原理基本上想通

mgrainer

我也觉得，一定要有自己的绝活啊。

liuchanghong

把有限元软件作为一个提供给工程技术人员方便使用，即作为一个黑箱工具的思想，很早就有人提出了。在国内曾经有一款软件叫做“紫瑞”就是在这种思想下研发的，当时得到了国家基金项目支持。其操作步骤是直接把CAD几何模型导入，然后对几何形状进行一些分割（这是由于无法实现对复杂结构自动划分高质量网格的缘故），单元是程序自行选定的。接着是划分网格。然后是计算。最后是看计算结果。当时，我接触过第一版推广软件，其中只有线性静力分析模块和模态分析模块。很容易操作，当时研发者根据“傻瓜照相机”的概念，提出了“傻瓜软件”的概念。
后来我曾经请教过当时ANSYS软件公司相关人员，他们也赞同上述观点。据说ansys公司中也有类似的推广产品。后来，我在听培训时才知道了ansys 软件中引入了人工智能的概念，也就是想把一些比较复杂的有限元知识尽量淡化掉，以便于广泛的使用。例如，当定义了材料的弹、塑性参数，但是没有按照常规求解材料非线性求解步骤，仅仅按照求解线性问题的步骤直接求解，程序会自动转化为非线性求解。我曾经试过可以求解简单非线性问题。
        如果大家关注这个问题的话，在ABAQUS软件中也能看到这样的例子。众所周知，划分网格质量好坏是关系到有限元计算的一个关键问题。在这个软件中，划分网格方法选择中就有一项是由编程技术人员根据实际工程中的一些例子总结出的划分网格方法，目前使用这种方法的人不少。
         如果注意一下有限元软件的发展过程，可以发现有限元软件的研发所牵涉到的面很广。有限元法，力学理论，数学特别是计算数学，计算机软、硬件的理论，软件编程中面向对象的理论等等。这些理论缺一不可。
          以前一个应用有限元的人员必须要具备很多知识，其中包括上述大家所争论的理论和要包括许多相关算法理论。例如在80年代，由于有限元软件是由人工定义节点和单元，因此至少操作人员要了解带宽与节点排序关系。以及计算机内外存之间调用关系，读写文件等等规则。总之，比起13楼等所提出问题要多得多。
         现在我们所看到的有限元软件比起以前使用上要方便的多，所需要具备的知识要少得多。我想编程决策者的目的，就是要使得有限元的软件能够让更多的人能够使用。其实目前还有很多人想把有限元软件用于自己的设计领域中，以便能够作为一个能领域使用的一个工具。例如医疗，服装设计等等，当然这些领域已经有少量应用的例子了，显然，这些领域的技术人员在本科或更高级的学习阶段也很难学习相关有限元理论。
         所以上述各位所提出的问题，也正是有限元软件编程决策和技术人员要考虑和解决的问题，如果把上述问题解决掉了，那么在以后的使用中就不会再有人问道这样的问题了。

liuchanghong

关于三维结构的简化问题，在材料力学中已经引入了如何简化的基本概念，在材料力学中介绍了如何把一个空间结构简化成为一个梁、杆结构的概念。如果再看看老版本的材料力学会介绍一些简单的板、壳的概念。从中可知，自然界中物体是由三维结构组成的。只是在分析具体问题时，简化成为杆、梁、板壳结构。有时可以把一个空间结构简化成为平面结构。所以老版本的材料力学会介绍有限元法等。
         关于不同种类的单元在解决不同问题特别是一些复杂问题中遇到的问题，目前有许多学者还在研究解决，感兴趣的请到网上去看看相关研究资料，如果这些问题解决了，那么这些成果会用到有限元软件中去的。
        在三维实体单元中施加弯矩，在有些有限元软件中是可以通过一些手段实现的，当然如果学过材料力学的，可能更容易理解其含义。

apprent

软件傻瓜化是一个趋势。
工程师的怀疑精神是必须的。

但这是两码事。

liuchanghong

我发此帖目的是想讨论有限元软件的使用是“下里巴人”还是“阳春白雪”的问题，并抛砖引玉提出一点看法。没有想到引起激烈讨论，更没有想到会引起不礼貌的攻击性话语例如13，14楼。这是一场平和的讨论，没有必要牵涉到我的老师。总之没有想到引起如此反响，在此就有关问题做些说明。
    首先，我所提出的是可以使用软件，还没有涉及如何使用的问题。并且使用者应该是指有实际需求的工程技术人员以及将来的工程设计人员，所用的目的是想作为一种工具解决问题。能用则用，否则放弃。所以“滥用”一词是从何而来？
其二“软件的一个最大的特点是有无数的option，也很可能算出来一大堆结果。”但是对于一个有经验的工程师或者一个高校老师很多不会操作但是是可以判断出这堆结果的正确性的。
“怀疑的精神” 是对的，在早期有限元软件引入我国时，当计算出了问题，技术人员会查找相关程序中的实施步骤，计算方法，所使用的理论是否合适。但是现在软件是不提供源代码的，也曾经有人用反编辑方法试图能够阅读源程序，但是目前这种方法好像看不到了。但是在初次尝试使用时，会做一些简单试算，但这属于如何使用的问题，这里不详细讨论。
“如果一个单元的检验计算都不能通过的话，算几百万个单元的题更不知道要发散到什么地方去了。”这句话好像只适用于非线性求解问题。
“以为三维实体单元能解决一切问题”，确实有人在做这样的尝试了。
“如果你去汽车厂做模拟的时候建议整车碰撞用实体单元，绝对会被撵出来的”，一个外行混进去肯定会被赶出去的，但是如果本身就是设计工程师自己试着做做，最多是被计算机赶出来，由于计算机的容量不够。
    目前有些公司并不专门养着一个应用有限元软件的技术人员，往往是简单的自己算算。复杂的拿到社会上去招标解决。