做結構設計的必須要會有限元分析嗎?

付遵毅


我研究生階段就是學習有限元方向,我感覺一個合格的機械結構工程師,掌握一門有限元分析軟件很必要,那樣才能設計出合理的結構,並能做到結構最優,成本最低。本人最先學習的是solidworks有限元插件模塊 ,simulation,後來感覺有限元真是個神奇的東西,又學習了ansys ,後來是hypermesh和ls-dyna。如果你只是靜力學分,那前兩種軟件足夠了,如果涉及到動力學,比如車輛碰撞和子彈穿透模擬等,就需要學習更高端的後兩種軟件了。現在大部分小公司不會單獨設立有限元分析部門,大部分設計基本靠經驗,要不就是設計人員自己粗略分析一下,了。除非大公司,會有單獨的分析部門,設計工程師出結構 然後分析工程師做有限元,目前國內現狀基本上是設計人員自己分析,設計人員掌握有限元給自己的能力和實力都增添不少亮點,在職場很有優勢。


雲檣CAD


做結構設計還是需要懂一些簡單的有限元分析的!

我曾有幸去北京一家設計公司面試,他們的應聘硬性條件就是必須會有限元分析,而且真真切切的做過產品分析。工資待遇是相當的誘人啊,五險二金,雙休,餐補、話補、車補、下午茶,月薪一萬五起步……


可惜,技術部面試通過之後,被女boss刷了。原因是,要有自己設計過的產品賣入市場的經驗……

當然這是帝都這種月薪上萬的公司的一般要求,想我老家這十八線城市就無所謂了,大多公司的規模小,不會單獨設立一個專門做分析的崗位。而且,形成生產規模的產品,其技術已經基本成熟,所需要的設計分析不會太多。


另一方面,有限元分析這種東西是虛無縹緲的,不同的設計人員的分析結果都是不一樣的,出錯的概率比較大,最要命的一點就是,分析完的結果誰也不知道對錯……還是得和實際的經驗相結合,才能得出分析結論。

不過作為機械設計人員,懂一門有限元分析軟件還是相當有必要的,現在的多數公司的技術大佬年齡都有些大,他們對於分析軟件和三維軟件的操作稍微弱勢一些,這時假如你能懂一些有限元分析,就能為你的面試加分很多。


科學技術館


從行業分工來說,結構設計是指CAD,有限元是指CAE,二者是屬於不同的職位,要求不同的技能。這一點在大公司特別明顯,大公司基本上就是一個結構設計團隊一二十人會配一個CAE工程師。而在很多小公司,結構設計也兼做CAE的工作,當然還有可能兼做項目管理、包材設計等工作。


根據分工理論,我認為,結構設計就應該專注於結構設計的工作,結構設計需要學習的東西很多,包括各種材料、各種製造和裝配工藝、各種成本計算和各種降本設計等知識等,要想成為結構設計的專家,必須專注。


如果要分散精力去學習有限元分析,那麼必然會減少學習結構設計知識的機會。而有限元分析需要對材料力學等理論知識有很深的掌握,要學好不是一件容易的事情。所以,二者必須有所側重。


當然,對於結構工程師來說,學一點最基本的有限元分析,例如塑膠卡扣的受力分析等,是結構設計的工作也是非常有幫助。


總之,我的觀點是結構設計可以學一些簡單的有限元分析,而不必花很多時間在有限元分析上,除非你想轉行做有限元分析。


降本設計


先說說什麼是有限元分析,它是“利用數學近似的方法對真實物理系統(幾何和載荷工況)進行模擬。利用簡單而又相互作用的元素(即單元),就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。”就是說用較簡單的問題代替複雜問題後再求解。因為實際問題被較簡單的問題所代替,所以這個解不是準確解,而是近似解。由於大多數實際問題難以得到準確解,而有限元不僅計算精度高,而且能適應各種複雜形狀,因而成為行之有效的工程分析手段。常見有限元軟件包括LUSAS,MSC.Nastran、Ansys、Abaqus、LMS-Samtech、Algor、Femap/NX Nastran、Hypermesh、COMSOL Multiphysics、FEPG等----這段是百度百科說的。

看起來覺得是十分的高大艱深,確實,對科班出身搞結構設計的來說,應該是要了解和掌握的,畢竟這是靠專業吃飯的一個手段。

但是就目前來說,大多的工廠裡面搞設計的並不是都懂有限元,有的甚至一個都沒有,起碼就我所在的公司研發部來說,8個人沒有一個懂這個的,都是會畫2d3d。一般的企業產品也無需用到這個,除非是行業大國企或者是大型外企,走標準,有流程,開發產品需要用到這個做分析,應該說是DFMA的一部分。

一般企業裡面搞結構設計的基本上都是會畫圖,有過幾年的產品經驗,懂些模具和塑膠知識,懂得改良產品基本上就差不多了,真懂得有限元分析的不多,有也用不上。


四零大數


目前大四學生一枚,專業是機械設計製造及其自動化。

能夠熟練運用NX(UG)軟件進行三維,二維作業,能夠做裝配,能夠定製圖紙模板,定製重用庫,會一些簡單的逆向,會用NX軟件做運動當真,現在正在學高級仿真,也就是有限元分析!不知道以後畢業能夠找一個什麼樣的工作?歡迎朋友們下方評論


UG造型設計


嚴格講結構設計和有限元分析是兩個專業、兩個領域。結構設計的基礎是機械設計這類的專業,側重於2維圖紙,3維數模及數模裝配,以設計外形和幾何關係為主要工作內容。有限元分析的基礎是計算力學,要求對複雜結構進行合理簡化,選擇適當的單元類型,模擬真實的載荷和約束條件進行計算,最後,還要判斷計算結果的合理性。以考慮結構內部的應力分佈和傳力路線為主要工作內容,需要一定的力學基礎。比較而言,結構設計好學一點,設計的結果直觀可見;有限元要難一點,計算結果不容易驗證,沒有一定的理論基礎可能不知道算出來的結果對不對。

之所以產生這樣的疑問是由於CAD軟件造成的。近年來,CAD類的軟件比如Catia,Pro/E,UG,Solidworks等軟件越來越大,涉及的領域越來越多,除了常見的結構設計之外,還有有限元模塊。很多人覺得學會畫圖之後,很容易就能進入有限元模塊開始分析,學習幾個例子似乎就能做有限元分析了。其實這是一個誤解,如果沒有理論力學材料力學彈性力學基礎,不知道單元類型的區別,不懂得受力分析,建議謹慎有限元分析模塊。花花綠綠的雲圖很容易算出來,如果不能讀懂雲圖背後的含義,不會解讀計算結果,不能判斷結果是否正確,使用有限元分析的意義不大。

學習有限元,建議有本科的力學基礎,或研究生及以上學歷。沒有紮實的力學基礎,不建議學習有限元分析,否則可能誤人誤已。一家之言僅供參考,不妥之處歡迎指正。


無怨生活


首先要先了解一下有限元,這個百度會有更詳細的解答,這裡我就不在贅述。有限元理論可以去看看,特別是各種流行的軟件。在以後的設計過程中會很方便。有時候做物理樣機週期長,費用高。這時候用一些比較方便的軟件來模擬仿真,可以代替一部分實驗。對設計還有很大的指導作用。當然搭建物理樣機進行實驗還是很有必要的,畢竟軟件仿真並不能完全模擬實際情況。

軟件好使用,關鍵是背後的理論比較難。遇到的工程問題如何建立模型,軟件分析之後對於數據的分析等,都需要比較紮實的理論基礎才行。

再者就是工作中能不能用到有限元,就拿我來說工作中要求效率,沒有太多時間去細化分析計算,能粗暴就粗暴一點。或許您聽過一個詞"健壯設計"(手動尷尬)。但是能深入學習有限元還是很好的,畢竟這東西也不是人人都會的。

加油!!!


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