[Compartir] Cómo convertirse en un ingeniero analítico cualificadoEn el proceso de diseño del producto, ser capaz de considerar plenamente varios factores puede hacer que el diseño del producto sea más confiable y más competitivo en el mercado. Sin embargo, en el diseño de estructuras mecánicas tradicionales, los ingenieros suelen confiar en las especificaciones de diseño y la experiencia en diseño. Para estructuras ordinarias, el diseño tradicional puede garantizar la seguridad de la estructura, pero no puede garantizar la optimización del diseño, lo que no favorece la economía del diseño estructural. Para estructuras complejas, dicho diseño ni siquiera puede considerar razonablemente la confiabilidad en el uso. En este contexto, el análisis asistido por ordenador comienza a desempeñar un papel cada vez más importante en el diseño de estructuras mecánicas. Como aplicación de métodos modernos de simulación numérica en el campo de la ingeniería, el análisis asistido por computadora puede inspeccionar y optimizar estructuras durante la etapa de diseño, lo que permite a los ingenieros comprender la economía y la seguridad del diseño antes de la producción del producto. Entre las diversas herramientas de CAE, el método de elementos finitos es relativamente maduro y tiene las aplicaciones más amplias en el campo industrial. En "El mundo de los elementos finitos", se presentarán las teorías relevantes del análisis de elementos finitos y la experiencia de aprender programas de elementos finitos. Debido a mis limitaciones profesionales, el análisis mencionado en el mundo de los elementos finitos se referirá al análisis estructural. Base teórica sólida, incluida la teoría mecánica (para ingenieros de análisis de elementos finitos estructurales) y experiencia necesaria en programas de teoría de elementos finitos, experiencia en poder aplicar hábilmente programas comerciales de análisis de elementos finitos de uso común a la práctica de la ingeniería y capacidad de manejar con precisión diferentes tipos de ingeniería. Problemas De los tres aspectos de la formulación de juicios y la determinación de planes de análisis, el más fácil de resolver es el uso de programas. Por lo general, el software pirateado y los tutoriales de programas son fáciles de obtener y generalmente requieren cierta práctica. Los tutoriales de programas y software pirata suelen ser fáciles de obtener y, por lo general, puedes dominar el uso del programa rápidamente mediante algunos ejercicios. Por lo tanto, muchos principiantes piensan que pueden convertirse en ingenieros de análisis familiarizándose con uno o varios programas mediante algunos ejercicios. Esto es extremadamente incorrecto. El primero es el planteamiento del problema. En la práctica industrial, el departamento que plantea el problema suele ser el departamento de diseño o el departamento de producción. El departamento de diseño presentará requisitos para la verificación u optimización de un determinado aspecto del diseño. El departamento de producción realizará la consulta durante el proceso de producción o uso del producto, se analizan y resuelven los defectos o problemas que surjan en el proceso. Por lo general, debido a diferentes divisiones del trabajo, los ingenieros de diseño o producción carecen de experiencia en análisis de elementos finitos y las preguntas que hacen son relativamente vagas. Por ejemplo, los ingenieros de diseño preguntan: ¿Es seguro mi diseño en determinadas circunstancias? El ingeniero de producción preguntará: ¿Por qué se rompe este producto? A continuación, si decide realizar un análisis de elementos finitos, debe analizarlo más detenidamente y decidir sobre las siguientes cuestiones: el propósito y la escala del análisis, la simplificación de la estructura y la escala de los cálculos, las condiciones de contorno y de carga. , el propósito de establecer los métodos modelo y los métodos de análisis de los resultados de los cálculos. Una vez que se identifican estos problemas, se pueden comenzar los cálculos. Una vez completado el cálculo, es necesario realizar una evaluación de credibilidad de los resultados del cálculo, es decir, garantizar que los resultados del cálculo sean una simulación correcta del problema establecido y estén lo suficientemente cerca del problema real. Sobre esta base, los resultados se analizan según métodos de análisis de resultados predeterminados. A partir de las conclusiones del análisis, realizar sugerencias y opiniones fiables a los departamentos de diseño y producción. El proceso básico del análisis de elementos finitos (estructural) de ingeniería: análisis preliminar del problema (decidir si realizar un análisis de elementos finitos) - análisis detallado (formulación del plan de análisis) - análisis de elementos finitos - resultados del análisis - resolución de problemas en el departamento de diseño y Cuando el departamento de producción plantea un problema, el juicio de ingeniería es muy importante. Es necesario comprender la situación actual del problema, el propósito del problema y los resultados del análisis basados en la experiencia de ingeniería. Es muy importante comprender la situación actual del problema, el propósito del problema y emitir juicios preliminares basados en la experiencia en ingeniería. No todos los problemas requieren un análisis más detallado, ni el análisis de elementos finitos es necesariamente el mejor medio para resolverlos. En ingeniería, la mejor forma de solucionar un problema es solucionarlo en el menor tiempo y al menor coste. Para emitir un juicio preliminar correcto, debe tener experiencia acumulada resolviendo una gran cantidad de problemas de ingeniería, tener una comprensión clara de la teoría de problemas comunes, tener una comprensión clara de las capacidades y limitaciones del método de elementos finitos y tener una comprensión clara del análisis de elementos finitos. Puede haber un juicio preciso sobre el tiempo y la mano de obra necesarios.
Durante este proceso, debe comunicarse plenamente con los ingenieros de diseño y de producción para obtener la mayor cantidad de información y datos posible, evitar juicios intuitivos vagos y hacer sugerencias razonables sobre si se debe continuar con el siguiente paso de análisis. Después de decidir que se necesita el análisis de elementos finitos, es necesario tener una comprensión profunda de la teoría y la naturaleza del análisis a realizar, y tener una comprensión completa de las funciones de los programas que pueden usarse para evitar resultados irrazonables y poco realistas. planes de análisis. Utilizar juicio teórico y empírico para decidir sobre el modelo, escala y tipo de cálculos. Utilizar el modelo más simple posible para obtener los resultados del análisis necesarios para resolver el problema en el menor tiempo es el principio básico del desarrollo de programas de análisis. El uso competente de programas comerciales de elementos finitos para el análisis de elementos finitos requiere una comprensión profunda del programa y una comprensión clara del significado y la función de cada parámetro de entrada. Esto en realidad requiere cierto conocimiento de la teoría de los elementos finitos y la teoría de la mecánica. con la interfaz del programa no es suficiente. Una vez obtenidos los resultados del análisis, el problema no está resuelto. Los departamentos de diseño y producción necesitan conclusiones y soluciones sencillas y eficaces. Ser capaz de encontrar soluciones a problemas a partir de datos complejos todavía requiere apoyo teórico y empírico. Con la popularidad de los elementos finitos en el campo industrial, el análisis de elementos finitos se ha convertido en una parte importante de CAE y también da a la gente la sensación de que CAE, por supuesto, es importante para las computadoras. Hablando de esto, pienso en una persona, mi tutor de maestría. Como graduado del Departamento de Matemáticas y Mecánica de la Universidad de Pekín, fue asignado a hacer ingeniería de reactores en la década de 1960 y pasó toda su vida haciendo análisis mecánicos de equipos nucleares. Después de llegar a esta universidad, comenzó resolviendo problemas mecánicos mediante cálculos manuales, luego pasó a la programación y el cálculo de computadoras, y luego de SAP4, ADINA a SAP84. Cuando entré a la escuela, las herramientas informáticas eran ANSYS5.4 y MARC7, y el sistema operativo se cambió a UNIX. Ya no conocía estas herramientas, pero resolvió todos los problemas que encontraba en el trabajo de análisis diario. Sin embargo, cuando encontró problemas en su trabajo de análisis diario, no resolvió ninguno de ellos. Me dio una frase que me ha beneficiado mucho hasta ahora: "No importa qué programa uses, debes comprender los entresijos de cada parámetro que ingresas". Es de esta manera que puede ayudarnos a resolver los problemas encontrados en el análisis. Una comprensión profunda de los fundamentos teóricos del problema que se analiza es un requisito previo para convertirse en ingeniero analítico. La mayoría de las empresas requieren una maestría en ingeniería como calificación básica para los ingenieros de análisis de elementos finitos. Dejando de lado la actual devaluación de las calificaciones académicas en el mercado laboral nacional, creo que este requisito es muy razonable y necesario. Porque en los últimos años, en la mayoría de las facultades de ingeniería, a excepción de la ingeniería mecánica, se ofrecen pocos cursos de teoría de elementos finitos a nivel de pregrado, y algunos otros cursos teóricos necesarios para el análisis de elementos finitos, como la elasticidad, la plasticidad y la teoría variacional. ya abierto antes de graduarse del máster. Por lo tanto, a veces siento un poco de sospecha cuando veo que algunas empresas contratan ingenieros de análisis de elementos finitos y los requisitos educativos solo requieren un título universitario o universitario. No estoy discriminando, simplemente siento que aquellos con formación universitaria o universitaria pueden necesitar esforzarse más para estar calificados para ese puesto. Lo primero que aprendemos en la universidad son matemáticas. Para el análisis de elementos finitos, las matemáticas también son la base. Además de una comprensión profunda del cálculo, también se deben comprender las ecuaciones matemáticas, dado que el campo de la mecánica involucra muchas ecuaciones diferenciales parciales. Al mismo tiempo, dado que el análisis de elementos finitos es un método de cálculo numérico, se deben dominar la teoría de matrices y los métodos de cálculo como base de los cálculos numéricos. El otro curso es método variacional y función variable compleja. Para los ingenieros de análisis de elementos finitos, personalmente creo que estos dos cursos no son necesarios para aprender, porque para la mayoría de los problemas de análisis de mecánica de ingeniería, ya existen algunos procesos variacionales listos para usar. El conocimiento de las variaciones sería bueno. En la universidad, lo primero que aprendemos son matemáticas, que también son la base del análisis de elementos finitos. Además de tener un conocimiento profundo del cálculo, debido a que hay muchas ecuaciones diferenciales parciales involucradas en el campo de la mecánica, debe tener un conocimiento de las ecuaciones matemáticas. Al mismo tiempo, porque el análisis de elementos finitos es un método de cálculo numérico, la teoría de matrices. y se deben dominar los métodos de cálculo, como base de los cálculos numéricos.