谈谈设计工程师对有限元分析的偏见

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　　随着国内工业技术的发展，产品从低端到高端迈进，全民进入埋头苦干扎实研究的阶段。进入这个阶段后，对新产品的研发方式有了新的认识。研发方式从仿制到局部改进，到全方位的研发。伴随着对全新产品的研发，数值仿真分析，典型的如有限元仿真，成了研发阶段必不可少的过程。

　　有限元分析作为一种成熟的技术手段，在各行业各领域广泛应用。很多设计工程师在研发阶段也引入有限元仿真分析，但是经过仿真分析，打样加工后产品达不到设计要求，产品会出现设计漏洞或瑕疵，或者功能完全不能实现。于是一言以概之，有限元分析不准确，纯属骗人。

　　笔者从事有限元分析10几年，谈谈对有限元分析的一些见解，不同的意见大家互相包容。

　　首先，说有限元分析一点都不准纯属骗人的设计工程师，要么是被有限元害的太苦，要么是对分析工程师的一种职业偏见，而后一种更常见。
　　因为分析工程师与设计工程师交集很多，设计工程师完成设计后将设计产品交给分析工程师进行仿真分析，分析完成后通常有许多地方达不到要求，因此对达不到要求的地方就需要设计工程师进行改进，一次两次修改，来来回回改进次数多了，就会产生抱怨，甚至有些产品受设计条件限制，怎么修改都达不到要求，于是设计工程师就会对老板说，仿真分析其实不准确，根本没必要，我从事设计多少多少年，人家都是这么做的，一点问题没有。

　　其次，有限元分析是一种数值仿真分析，对数值非常敏感，因此受模型简化、边界条件、载荷方式、单元类型等影响非常大。
　　现在很多分析经验比较欠缺的仿真工程师，对这些方面把握不好，很容易造成计算结果失真。以前遇到一个毕业三年的硕士，做一个简单座椅钢架的受力分析，这位大神拿到模型后，对模型完全不简化，直接建立网格，设定边界加载，然后提交计算。最后算了一天，没有出来结果。主管来问分析进展，就找一堆理由，夸大分析的难度，拖延了设计周期，使得公司各级人员对仿真分析人员产生误解，对仿真分析行业形成偏见。

　　第三，有限元分析是一种数值逼近，所以不可避免的会有误差。
　　仿真分析领域非常广泛，常规工程应用的计算可以通过仿真分析达到设计目的，但是不是所有事情都可以通过仿真分析来实现。作为一位经验丰富的工程师，通常可以判断哪个项目能实现仿真，分析能得到什么结果，计算精度能达到多少。

　　举个简单的案例，以前某个连接器公司，他们的一款pin在插入过程中舌端根部经常断裂，设计工程师凭经验修改了很多方式，但是就是达不到要求。后来他们就想做个有限元分析，于是把产品发到专业做这方面工作的公司。该公司拿到设计产品后，对产品进行各种优化分析，最后提出了与他们理解完全相反的修改方式。他们开始非常质疑，但是经过详细说明产品的受力过程，他们采纳了这些意见，并根据修改意见重新加工。事实说明，该修改方案非常成功，出厂后该产品的不良率直接降低至五万分之一。

　　总体说来，仿真分析是一门综合技能，需要扎实的理论基础，包括物理学、力学、数值计算等，也需要丰富的工程经验，希望广大分析工程师能够在提高自身分析技能的基础上，加强职业素养，实事求是的给出分析结果。同时也希望设计工程师能充分理解分析工程师的工作职责，分析工程师完成分析后，要求修改并不是故意刁难，而是对设计的一种尊重，目的是把设计做的更好、更安全、更完美。

　　来源：中国机械社区，作者：深圳市一仿科技。