严格讲结构设计和有限元分析是两个专业、两个领域。结构设计的基础是机械设计这类的专业,侧重于2维图纸,3维数模及数模装配,以设计外形和几何关系为主要工作内容。有限元分析的基础是计算力学,要求对复杂结构进行合理简化,选择适当的单元类型,模拟真实的载荷和约束条件进行计算,最后,还要判断计算结果的合理性。以考虑结构内部的应力分布和传力路线为主要工作内容,需要一定的力学基础。比较而言,结构设计好学一点,设计的结果直观可见;有限元要难一点,计算结果不容易验证,没有一定的理论基础可能不知道算出来的结果对不对。
之所以产生这样的疑问是由于CAD软件造成的。近年来,CAD类的软件比如Catia,Pro/E,UG,Solidworks等软件越来越大,涉及的领域越来越多,除了常见的结构设计之外,还有有限元模块。很多人觉得学会画图之后,很容易就能进入有限元模块开始分析,学习几个例子似乎就能做有限元分析了。其实这是一个误解,如果没有理论力学材料力学弹性力学基础,不知道单元类型的区别,不懂得受力分析,建议谨慎有限元分析模块。花花绿绿的云图很容易算出来,如果不能读懂云图背后的含义,不会解读计算结果,不能判断结果是否正确,使用有限元分析的意义不大。
学习有限元,建议有本科的力学基础,或研究生及以上学历。没有扎实的力学基础,不建议学习有限元分析,否则可能误人误已。一家之言仅供参考,不妥之处欢迎指正。
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