白癜风如何用药 https://m-mip.39.net/baidianfeng/mipso_4285421.html有限元法是一种高效能、常用的数值计算方法。科学计算领域，常常需要求解各类微分方程，而许多微分方程的解析解一般很难得到，使用有限元法将微分方程离散化后，可以编制程序，使用计算机辅助求解。
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，那么今天有限元科技小编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：
1、有限元理论假设引入的误差
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。
2、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。
第四个误差来源，即网格划分，这个大家容易理解，也是目前很多文献提到的比较多的一个误差，要想将该误差降到最低，必须通过合理的网格加密得到网格无关解。
3、总结与处理
有限元理论假设引入的误差是有限元理论与生俱来的，无法避免只能通过一些实验数据进行修正，这也说明要想有限元对工程设计产生作用，必须有与实验对比的过程。有限元计算过程的误差是我们可以控制和降低的，在这四个误差来中，一到三决定了分析问题的本质，第四个误差来源只是影响计算精度，在以上四种误差来源中，材料参数相对好处理，只要找到合理的材料数据即可，剩下的误差，都需要软件使用者具有丰富的项目与软件使用经验才可以降
低。
有限元分析在医疗行业中的应用
你知道吗？现在的有限元分析技术已经可以构建一个高保真的活心人体多物理模型了，可以将医疗设备插入模型中，以研究它们对心脏功能的影响，验证其功效并预测其在各种操作条件下的可靠性，对研究心脏缺陷和疾病状态，并探索治疗方案具有巨大帮助。
利用现有有限元软件日趋强大和完善的建模功能及其接口工具，可以拟实建立三维人体骨骼、肌肉、血管等器官组织，并模拟其生物力学材料特性。可以模拟各种类型的边界条件和载荷约束（几何约束、固定载荷、冲击载荷、温度特性等)，进行结构静力学、动力学、疲劳、流体力学等各种类型的仿真模拟，从而获得在不同虚拟实验条件下任意部位的变形、应力/应变分布、内部能量变化、流动特性以及极限破坏预测等特性。
医院做过股骨骨折有限元分析，分析股骨及三种内固定模型的最大Mises应力。
图（1）股骨骨折分析
医疗器械尤其是骨折固定器，对力学性能的要求非常严格。以骨折内固定用的接骨板为例，板上的钢钉安装孔容易造成应力集中，导致接骨板断裂。同时，接骨板又不能做得过于坚硬，否则会对愈合骨产生强大的应力遮挡作用，影响骨愈合。而有限元法的出现有效解决了上述问题,通过有限元计算，能够显示固定结构的应力、应变和位移分布，使设计者了解其力学特性，发现结构强度或刚度的薄弱点，从而改进和优化设计，以满足医疗器械的力学性能要求。
复杂如人脑、心脏，小到注射器、药丸包装，CAE仿真在生物医学工程领域发挥着越来越大的作用！
图（2）颅面骨、颌骨仿真分析
图（3）脑积水病人脑部应力和速度场分布分析
图（4）心脏的流固耦合分析
图（5）肺部气流分析
图（6）血液流动现象分析
图（7）膝关节半月板模拟分析
图（8）足部骨骼及韧带仿真分析
图（9）注射器力响应密封性分析
图（10）药丸的封装、解封分析
人类系统复杂而精密，而现代生物医学工程是综合生物学、医学和工程学(包括计算机科学、信息科学)的边缘学科，属于高科技领域。其研究领域不仅涉及到人体骨骼结构、血液流动等生命科学，还涉及到医疗设备、电子仪器等电子、机械科学领域。
随着计算机计算能力的提高和数值计算技术的进步，生物医学工程领域也逐渐应用有限单元法进行设计和分析，CAE分析的作用日渐凸显。
无法实测的场景，昂贵的试验费用等，其实都限制了生物医疗领域的深入研究与发展。而CAE仿真分析技术的应用很大程度上弥补了这种局限性，降低了对物理实测的依赖，其可重复性、高效率和通用性也显示出极大的优势，提高测试效率，节省了医疗器械开发时间和成本，提升产品可靠性。
FEA有道生物力学服务介绍BUSINESSPRODUCT01承接医学有限元分析项目委托
颈椎、腰椎、肩关节、髋关节、肘关节、膝关节、踝关节、义齿、种植体、上下颌骨、黏膜、牙冠、心血管、医疗器械等分析。
02医学有限元分析培训课程
ABAQUS医学有限元分析及SolidWorks医学3D建模培训
ANSYS医学有限元分析及SolidWorks医学3D建模培训
Fluent医学流体分析
一对一教学，随到随学！可选择线上或线下培训。
扫码咨询课程培训或项目委托
我们服务过的客户:（部分）
医院：
中山大学附属第一/第二/医院、中山大学附属医院、医院、广州中医院、医院、医院、医院、医院、医院、医院、中山大学光华口医院、医院、医院、医院、广东医院、医院、医院、医院、浙江中医药大学附属医院、医院。
科研院校：
南方医科大学、中山大学、广州中医药大学、广州医科大学、广西医科大学、复旦大学、同济大学、华南理工大学、暨南大学、兰州大学、南昌大学、云南中医学院、工业信息化部电子第五研究所、电子五所、核动力四所、中航光电设备研究所、国科军工、中科华核电技术研究院、等。
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇
转载请注明：http://www.pilaoxingguzhe.com/pzyy/9463.html
当前位置： 疲劳性骨折 > 疲劳骨折原因 > 有限元分析计算的误差来源与处理方法
