CAE仿真分析誤差主要來源有哪些？
之前分享了好幾篇關(guān)于CAE仿真分析準(zhǔn)不準(zhǔn)的文章，今天主要來探討的是CAE仿真分析中這個誤差到底主要來源有哪些？只有弄清楚這個，我們才能避免因這些因素導(dǎo)致的CAE仿真分析出現(xiàn)不準(zhǔn)。
在工程領(lǐng)域，CAE仿真分析的結(jié)果往往受到多種誤差來源的影響，導(dǎo)致分析結(jié)果與實際情況存在偏差。以下是對仿真分析誤差來源的詳細(xì)闡述：
建模誤差：建模誤差是CAE仿真分析中最常見的誤差來源之一，主要是由于模型與實際物理系統(tǒng)之間的差異而產(chǎn)生的誤差。這種誤差主要源于建模過程中的簡化和假設(shè)，具體包括以下幾個方面：
①模型假設(shè)與簡化：在建模時，為了簡化計算，通常會忽略一些次要因素或假設(shè)材料屬性是均勻的。這些簡化可能導(dǎo)致與實際試驗的結(jié)果偏差。
②幾何建模誤差：仿真中使用的幾何模型可能與實際結(jié)構(gòu)存在差異，包括尺寸、形狀和表面粗糙度等。
③載荷和邊界條件：仿真模型中的載荷和邊界條件可能與實際試驗中的設(shè)置存在差異，這將直接影響仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。
④材料特性：材料的真實性能（如彈性模量、屈服強(qiáng)度等）可能隨著溫度、應(yīng)變速率等因素而變化。如果在仿真中使用了不準(zhǔn)確的材料模型，可能會導(dǎo)致結(jié)果不一致。
⑤動態(tài)特性忽略：在進(jìn)行靜態(tài)分析時，可能會忽略動態(tài)特性，導(dǎo)致模型無法完全反映實際物理系統(tǒng)的真實情況。
⑥網(wǎng)格劃分細(xì)長比：細(xì)長比過大會造成較大誤差，如果單元的細(xì)長比過大，在構(gòu)建方程的時候剛度矩陣會變的復(fù)雜，計算量變大，計算機(jī)計算是有精度設(shè)置的，到小數(shù)點后多少位就要四舍五入，如果計算的次數(shù)多，四舍五入的次數(shù)增多，精度自然就下降了。
離散化誤差：離散化誤差是由于將連續(xù)的物理問題離散化為有限個單元和節(jié)點時產(chǎn)生的誤差。這種誤差主要來源于以下兩個方面：
①單元形狀和尺寸：單元形狀不良（如高度扁平或極長的單元形狀）會導(dǎo)致數(shù)值解的不穩(wěn)定性，而單元尺寸過大或過小也會影響計算的精度和穩(wěn)定性。
②模型中元素的個數(shù)和每個節(jié)點的自由度：模型中元素的個數(shù)和每個節(jié)點的自由度直接影響離散化誤差的大小。
累積誤差：在處理非線性或動態(tài)問題時，多次計算累積的誤差會導(dǎo)致結(jié)果的不準(zhǔn)確。這種誤差主要來源于以下三個方面：
①數(shù)值積分規(guī)則：在有限元分析中，數(shù)值積分規(guī)則的選擇和使用也會影響累積誤差的大小。
②模型復(fù)雜度：模型的復(fù)雜度越高，計算過程中累積的誤差可能越大。
③截斷誤差和舍入誤差：在仿真分析中，由于計算機(jī)的精度限制，某些微小的數(shù)值差異可能會被忽略或四舍五入，從而導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生一定的誤差。
有限元方法的誤差特性：有限元方法作為一種常用的數(shù)值計算方法，在CAE仿真分析中具有一定的誤差特性。例如：有限元的形函數(shù)可能無法包括所有的變形方式，導(dǎo)致剛度偏大或位移下限性等問題。單元形狀不良（如細(xì)長單元）可能導(dǎo)致變換矩陣接近奇異，從而引入額外的數(shù)值計算誤差。
應(yīng)力解與位移解的精度差異：在以位移模式為基本未知量的位移有限元解中，應(yīng)力解的精度通常比位移解的精度要低。這是因為應(yīng)力的求解，要把位移結(jié)果做一下微分，得到應(yīng)變，再乘以剛度矩陣得到應(yīng)力。所以，這個微分的過程，就導(dǎo)致應(yīng)力的精度比位移精度要低一些。
以上就是CAE仿真分析中的誤差的主要來源，在實際實操的過程中，還與工程師的經(jīng)驗，CAE仿真軟件，計算機(jī)硬件設(shè)備等有關(guān)。
CAE仿真分析誤差來源復(fù)雜多樣，需要在進(jìn)行仿真分析時充分考慮和評估這些誤差因素對結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。有誤差不可怕，可怕的是你都不知道問題出現(xiàn)在哪。
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