有限元计算中的误差来源与处理方法

在有限元计算中，用户最关心自己计算的结果是否准确与合理，那么今天就和大家谈谈有限元计算的误差来源，按照误差来源类型主要分为两类：

一、有限元理论假设引入的误差

有限元这种数值计算方法，为了实现对现实问题的计算，引入一些力学假设，即

1、连续介质假设，认为计算模型是理想连续，没有孔洞，即位移具有单值性，但是实际产品在加工中难以避免会引入初始的孔洞缺陷，例如铸造件。

2、材料均匀性假设，认为模型的材料参数不随空间变化为变化，是均匀的，但是实际产品在工艺处理过程中，例如淬火，都会使得材料的力学性能发生改变，并不能严格满足材料均匀性。有限元理论与真实物理世界的差别通过一个系数来进行折中，也就是有限元计算得到一个基准结果，再通过实验进行对比，计算得到二者的转换系数。

二、有限元计算过程的误差

有限元的计算过程主要包括前处理，求解和后处理三个阶段，有限元计算过程的误差主要发生在前处理和求解阶段。

第一个误差来源，即模型简化，发生在前处理阶段模型简化的是否恰当直接影响的计算结果，一般情况数值计算模型与产品的加工CAD模型还是有区别的，数值计算模型只要求把模型的主要特征反映出来，而舍去一下细致的特征，从而平衡了求解精度与计算效率。

第二个误差来源，即材料参数，就是反映计算模型的材料参数，如弹性模量，泊松比等，但是如前所述，即使找到材料参数也不能完全反应由于工艺造成的材料非均匀性，如果输入了错误的材料参数，则计算得到结果没有价值。

第三个误差来源，即工况对接，所谓工况对接，

就是在软件中设置的位移约束和载荷与模型实际工况的对应情况，软件只提供了有限的位移约束和载荷类型，而分析模型可能收到的约束和载荷非常多，如果二者对应不正确，则计算结果也没有价值。

（复制以下链接到浏览器打开，阅读完整全文）

https://www.fangzhenxiu.com/post/4312/?inviteCode=z3cyn52KaDHYS

相关阅读推荐：

《ANSYS Workbench2022R1有限元理论与工程实践方法120讲》（免费）

https://www.fangzhenxiu.com/course/4847416/?uri=499_2zruvSd6QAT

相关阅读推荐：

ANSYS Workbench 有限元分析工程应用实例详解

https://www.fangzhenxiu.com/course/6887/?uri=501_aGqX3o20A52