现代化的有限元分析可轻松实现准确的结果
原创
从有限元分析（FEA）获得可靠的结果可能非常耗时。 结构分析通常涉及可以使用壳单元进行模拟的薄壁结构。
这通常意味着从CAD零件文件的实体创建曲面。如果存在较厚的区域，则薄板会在接缝处形成Ts或半径，则可能需要混合网格。创建混合网格意味着将要网格化的部分切成壳，创建曲面，然后在连接实体和壳元素时管理接触集。这很费时间。
对于没有压力分析背景的人来说，可能很想简单地使用自动实体网格。这仅需要很少的预处理，也许只需删除一些小的特征即可。借助现代的网格划分算法和FEA求解器，对于许多零件而言，仿真导致增加计算时间这个问题不是主要矛盾。仅仅节省两分钟的求解时间几乎不能证明对于一个花费数小时或数天来创建一个复杂的混合网格是有增益的。
结果不可靠
但是，薄壁部件的实心网格的结果可能不可靠。传统观点认为，要获得可靠的结果，就需要通过实体厚度的几个实体元素。如果网格足够细到可以模拟薄壁零件，则可能会导致很长的求解时间。
贯穿实体厚度对多个实体元素的要求实际上仅适用于一阶元素。这些元素在其顶点处仅具有节点，并且在它们之间线性地插入应力和应变。
现代的FEA软件通常不使用一阶元素。现在，二阶元素已成为标准。它们具有中间节点，并使用一阶多项式插值应力和应变。使用二阶元素可以通过薄壁结构的厚度使用单个元素获得非常好的结果。通常也可以接受两个或三个的长宽比，这意味着对于1mm的壁厚，通常可以接受2-3mm的网眼尺寸。
薄壳高阶单元的精度可以通过对一个简单的板进行建模来证明，该板的两端均具有弹性支撑，并且载荷均匀地引起弯曲。
使用一阶实体元素时，会出现重大错误。但是，当使用单层二阶固体元素时，结果几乎与使用整个厚度中的四个元素或使用壳元素时的结果相同。对于二阶实体元素，随着长宽比开始增加，仍然可以看到良好的结果，因此在整个厚度中只有一个元素，但是其平面尺寸是板厚度的2至3倍。对于具有比板厚大得多的单元的粗网格，壳单元仅显示出显着提高的精度。
相比之下，即使在整个板厚中有四个元素，一阶实体元素的精确度也要低得多。
复杂的几何
对于更复杂的壳体几何形状，可以获得类似的结果。元素大小相对于紧密弯曲特征的半径更为重要，突出了基于曲率的网格划分算法的价值，该算法会自动减小这些区域中的元素大小。
使用二阶实体元素，可以忽略使用壳元素的常规建议，除非实体网格能够通过壁厚实现多个元素。这意味着通常可以避免为壳啮合准备几何体的耗时任务。高阶实体元素与基于曲率的自动网格划分的结合使现代FEA软件通常可以毫不费力地获得准确的结果。
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