有限元仿真分析误差来源之材料参数设置，小心为妙！
作者：青梅煮酒，仿真秀科普作者
本人从本科时期就接触有限元分析，刚开始觉得花花绿绿的云图特别高大上，后来慢慢的开始仔细推敲这些分析结果可信吗？能够用来指导设计吗？渐渐也有了一些经验，在这里跟大家分享下。
我们都知道有限元分析步骤包含材料参数设置、边界条件设置、网格划分和后处理，这些步骤都会影响最终的计算结果。这篇文章就从材料参数设置入手来分析有限元计算误差来源。
一、线弹性问题
基础好的同学可以跳过这一节。有限元软件一般基于小变形和线弹性假设，这是有限元分析的基础。对于金属材料线弹性分析中材料设置需要注意两个问题：单位制统一和材料参数自洽。
目前的有限元软件大部分还是需要用户自己进行单位制统一（workbench除外）。主要的统一方式见表：
表 1单位制
当然大家可以通过推导来确定计算结果的单位。以频率为例。
（1）
为刚度，
为质量。可以看出如果模态分析采用两种单位制计算出来的结果单位都是Hz。
金属线弹性分析几个参数包含杨氏模量、体积模量、剪切模量和泊松比。其中确定任意两个参数，就可以确定其余两个参数，因此材料参数设置时只需要输入其中两个就行。如果输多了，且不满足下面公式，就会出现问题。
（2）
（3）
为体积模量，
为杨氏模量，
为剪切模量，
为泊松比。由于
，因此
。如果输入的泊松比大于0.5，也会造成计算出错。
二、塑性问题大家思考一个问题考虑材料塑性和只考虑线弹性哪个仿真应力结果大？
图 1应力应变曲线从上面的图上看明显
，也就是线弹性计算结果偏保守，如果线弹性计算安全，考虑材料塑性后一定是更安全，但事实是这样吗？我们来看一个简单的拉杆问题。
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有限元仿真分析误差来源之材料参数设置，小心为妙！
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