有限元分析方法（有限元分析方法的工程意义）

今天跟大家分享一个关于有限元分析的问题(有限元分析的工程意义)。以下是边肖对这个问题的总结。让我们来看看。

1。有限元分析简介* * *

有限元分析是用有限元分析静态或动态的物理对象或物理系统。在这种* * *，一个物体或系统被分解成由许多相互联系、简单而又独立的点组成的几何模型。这个* * *里这些独立点的个数是有限的，所以叫有限元。将从实际物理模型导出的平衡方程应用于每个点，从而生成一组方程。这个方程组可以用线性代数的* * *来解。有限元分析的精度不可能无限提高。元素数量达到一定高度后，解的精度不再提高，只是计算时间不断提高。
有限元分析(FEA)已经得到了广泛的应用，现在已经成为相关行业的基础，年收入数十亿美元。甚至复杂应力问题的数值解也可以通过常规的有限元分析获得。这* * *是如此重要，以至于即使是这些仅仅给出材料力学的介绍性讨论的模块，也应该概述它们的主要特征。无论有限元方法多么有效，当你应用这种方法和类似的* * *，必须记住计算机解的缺点:这些解可能没有揭示诸如材料性质和几何特征等重要变量如何影响应力。一旦输入数据有误，结果会大相径庭，但分析师很难察觉。所以理论建模最重要的作用可能就是磨砺设计师的直觉。有限元程序的用户应该为此目标部署设计策略，尽可能多的封闭解和实验分析作为计算机模拟的补充。与现代微型计算机上的许多文字处理和电子表格软件包相比，有限元程序并不复杂。然而，这些程序的复杂性仍然阻止了大多数用户有效地编写他们自己的程序。可以买一些预编好的商业程序1，价格范围很广，从微型计算机到超级计算机都兼容。但是，有特定需求的用户不必害怕程序开发。你会发现从凯奇2这样的教科书中提供的程序资源可以作为一个有用的起点。大多数有限元软件都是用Fortran语言编写的，但是一些较新的程序，如felt，使用C语言或其他较新的编程语言。
在实践中，有限元分析方法通常由三个主要步骤组成:1 .预处理:用户需要建立待分析对象部分的模型。在该模型中，该零件的几何形状被分成几个离散的子区域-或称为“单元”。这些单元在一些称为“节点”的离散点上相互连接。这些节点中的一些具有固定的位移，而另一些具有给定的载荷。准备这样一个模型可能是极其耗时的，因此商业程序之间的竞争在于如何利用最友好的图形界面的“预处理模块”来帮助用户完成这项繁琐的工作。作为计算机绘图和设计过程的一部分，一些预处理模块可以在预先存在的CAD文件中覆盖网格，因此可以方便地完成有限元分析。2.解析:将预处理模块准备好的数据输入有限元程序，从而形成并求解由线性或非线性代数方程组表示的系统
u和F分别为各节点的位移和外力。矩阵K的形式取决于解题的类别。3.在分析的前期，用户需要仔细研究程序运行后生成的大量数字，也就是表格。本模块将概述桁架和线弹性体的应力分析。商业程序可能有一个非常大的单元库，不同类型的单元适用于广泛的问题。有限元法的一个主要优点就是可以用同一个程序处理很多不同类型的问题，唯一的区别就是从单元库中指定适合不同问题的单元类型。

二、有限元分析的步骤***

三。什么是有限元分析

有限元分析(FEA)通过使用数学近似来模拟真实的物理系统(几何形状和载荷条件)。使用简单的交互元素(即细胞)，我们可以用有限个未知数逼近无限个未知数的真实系统。

有限元法最初应用于飞机空的结构强度计算。随着计算机技术的快速发展和普及，有限元法因其高效性而被广泛应用于几乎所有的科技领域。

扩展数据

应用:

有限元分析计算，即ANSYS WORKBENCH软件进行分析计算的操作，是使用软件的主要部分，主要包括分析模块选择、网格划分、载荷和约束加载、求解计算。根据分析方案，本文选择静态结构模块。

网格划分是有限元分析计算的核心环节，起着至关重要的作用。网格划分的质量直接决定了计算结果的误差精度，也决定了计算过程所花费的时间，在某些情况下甚至决定了计算能否顺利进行。计算中的许多误差都是由不合格的网格划分造成的。

对于静态结构分析，网格划分的方式有很多种，各不相同。在本课题的分析中，使用了ANSYS WORKBENCH的自动网格划分。软件将对可以扫描的部分使用六面体，对不能扫描的部分使用四面体或四边形。

网络划分后，软件中Mesh的属性列表中有一个Mesh Metric网格质量分数，其中平均值表示平均网格质量。一般如果平均值大于0.7，说明网格质量较好。结合软件分级，网格划分需要重新划分，不断调整，直到符合要求。

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