第一講有限元綜述

1、第一講有限元綜述第一章 緒論有限元分析技術(shù)有限元分析技術(shù)n本課程中所指的是有限單元法在彈性力學(xué)問題中的本課程中所指的是有限單元法在彈性力學(xué)問題中的應(yīng)用。應(yīng)用。n有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)是彈性力學(xué)，方程求解的原理有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)是彈性力學(xué)，方程求解的原理是泛函極值原理（即變分原理），實(shí)現(xiàn)的方法是數(shù)是泛函極值原理（即變分原理），實(shí)現(xiàn)的方法是數(shù)值離散技術(shù)，最后的技術(shù)載體是有限元分析軟件。值離散技術(shù)，最后的技術(shù)載體是有限元分析軟件。有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)一、彈性力學(xué)中的物理量一、彈性力學(xué)中的物理量載荷載荷 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變 1.位移位移有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性

2、力學(xué)彈性力學(xué)一、彈性力學(xué)中的物理量一、彈性力學(xué)中的物理量載荷載荷 1.又稱為外力又稱為外力 ，即外界作用在彈性體上的力，分為：，即外界作用在彈性體上的力，分為：集中力、面力和體力，分別表達(dá)為：集中力、面力和體力，分別表達(dá)為：Pv= pvx pvy pvz T Pc= pcx pcy pcz T Ps= psx psy psz T 一、彈性力學(xué)中的物理量一、彈性力學(xué)中的物理量應(yīng)力應(yīng)力2.分為：法向應(yīng)力（即正應(yīng)力）和剪切應(yīng)力（即剪應(yīng)分為：法向應(yīng)力（即正應(yīng)力）和剪切應(yīng)力（即剪應(yīng)力），表達(dá)為：力），表達(dá)為：有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)=x y z xy yz zx Tx一、彈性

3、力學(xué)中的物理量一、彈性力學(xué)中的物理量應(yīng)變應(yīng)變3.分為：法向應(yīng)變（即正應(yīng)變）和剪切應(yīng)變（即剪應(yīng)分為：法向應(yīng)變（即正應(yīng)變）和剪切應(yīng)變（即剪應(yīng)變），表達(dá)為：變），表達(dá)為：有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)=x y z xy yz zx T d zydydzvyzOd xd xd yd yOyyzzxx一、彈性力學(xué)中的物理量一、彈性力學(xué)中的物理量位移位移4.沿沿3個坐標(biāo)軸方向的位置該變量，表達(dá)為：個坐標(biāo)軸方向的位置該變量，表達(dá)為：r=u v wT 有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)一、彈性力學(xué)中的物理量一、彈性力學(xué)

4、中的物理量Pv=pvx pvy pvzT Pc=pcx pcy pczT Ps= psx psy pszT =x y z xy yz zx T =x y z xy yz zx T r=u v wT 有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)二、彈性力學(xué)的基本方程二、彈性力學(xué)的基本方程平衡方程平衡方程幾何方程幾何方程1.物理方程物理方程有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)二、彈性力學(xué)的基本方程二、彈性力學(xué)的基本方程1.平衡方程：表達(dá)了應(yīng)力和載荷的關(guān)系（共平衡方程：表達(dá)了應(yīng)力和載荷的關(guān)系（共 3個）個）000vzzyzxzvyyzyxyvxxzxyxpzyxpzyxpzy

5、x有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)二、彈性力學(xué)的基本方程二、彈性力學(xué)的基本方程2.幾何方程：表達(dá)了應(yīng)變和位移的關(guān)系（共幾何方程：表達(dá)了應(yīng)變和位移的關(guān)系（共 6個）個）wvuxzyzxyzyxzuxwywzvxvyuzwyvxuzxyzxyzyx000000000有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)二、彈性力學(xué)的基本方程二、彈性力學(xué)的基本方程3.物理方程：又稱本構(gòu)方程或廣義虎克定理，表達(dá)了物理方程：又稱本構(gòu)方程或廣義虎克定理，表達(dá)了應(yīng)變應(yīng)變和和應(yīng)力應(yīng)力的關(guān)系的關(guān)系（共（共6個）個）zxzxyzyzxyxyyxzzxzyyzyxxGGGEEE111)(1)(1)

6、(1有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)二、彈性力學(xué)的基本方程二、彈性力學(xué)的基本方程3.物理方程：表達(dá)了物理方程：表達(dá)了應(yīng)變應(yīng)變和和應(yīng)力應(yīng)力的關(guān)系（續(xù)）的關(guān)系（續(xù)）zxyzxyzyxzxyzxyzyxE)1 (221000000)1 (221000000)1 (221000000111000111000111)21)(1 ()1 ( D有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)二、彈性力學(xué)的基本方程二、彈性力學(xué)的基本方程相互關(guān)系相互關(guān)系位移位移變形變形應(yīng)力應(yīng)力體積力體積力面力面力幾何方程幾何方程物理方程物理方程平衡方程平衡方程邊界條件邊界條件有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法

7、的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)三、未知量求解方法三、未知量求解方法力法力法位移法位移法1.混合法混合法有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)有限元法的力學(xué)基礎(chǔ)彈性力學(xué)彈性力學(xué)四、彈性力學(xué)的解題思路四、彈性力學(xué)的解題思路位位 移移載載 荷荷 平衡方程平衡方程應(yīng)應(yīng) 變變應(yīng)應(yīng) 力力幾何方程幾何方程物理方程物理方程基本未知量基本未知量彈性力學(xué)與材料力學(xué)彈性力學(xué)與材料力學(xué)n同屬于固體力學(xué)領(lǐng)域同屬于固體力學(xué)領(lǐng)域，都是研究彈性體在外力作用都是研究彈性體在外力作用下的平衡和運(yùn)動下的平衡和運(yùn)動，以及由此產(chǎn)生的應(yīng)力和變形等。以及由此產(chǎn)生的應(yīng)力和變形等。n彈性力學(xué)與材料力學(xué)的比較：彈性力學(xué)與材料力學(xué)的比較：研究的對象研究的對象分析的方法分

8、析的方法1.研究的結(jié)果研究的結(jié)果彈性力學(xué)與材料力學(xué)彈性力學(xué)與材料力學(xué)n彈性力學(xué)與材料力學(xué)的比較：彈性力學(xué)與材料力學(xué)的比較：研究的對象研究的對象l材料力學(xué)只研究桿、梁、柱、軸等桿狀構(gòu)件，即長度材料力學(xué)只研究桿、梁、柱、軸等桿狀構(gòu)件，即長度遠(yuǎn)大于寬度和厚度的構(gòu)件。遠(yuǎn)大于寬度和厚度的構(gòu)件。1.彈性力學(xué)雖然也研究桿狀構(gòu)件，但還研究材料力學(xué)無彈性力學(xué)雖然也研究桿狀構(gòu)件，但還研究材料力學(xué)無法研究的板、殼及其它實(shí)體結(jié)構(gòu)，即兩個尺寸遠(yuǎn)大于法研究的板、殼及其它實(shí)體結(jié)構(gòu)，即兩個尺寸遠(yuǎn)大于第三個尺寸，或三個尺寸相當(dāng)?shù)臉?gòu)件。第三個尺寸，或三個尺寸相當(dāng)?shù)臉?gòu)件。彈性力學(xué)與材料力學(xué)彈性力學(xué)與材料力學(xué)n彈性力學(xué)與材料力學(xué)的比

9、較：彈性力學(xué)與材料力學(xué)的比較：研究的方法：研究的方法：l材料力學(xué)是對構(gòu)件的整個截面從靜力學(xué)、幾何學(xué)與物材料力學(xué)是對構(gòu)件的整個截面從靜力學(xué)、幾何學(xué)與物理學(xué)來建立條件的，因而要常常引用一些截面的變形理學(xué)來建立條件的，因而要常常引用一些截面的變形狀況或應(yīng)力情況的假設(shè)。簡化了數(shù)學(xué)推演，但得出的狀況或應(yīng)力情況的假設(shè)。簡化了數(shù)學(xué)推演，但得出的結(jié)果往往是近似的。結(jié)果往往是近似的。2.彈性力學(xué)是對構(gòu)件的無限小單元體來建立靜力學(xué)、幾彈性力學(xué)是對構(gòu)件的無限小單元體來建立靜力學(xué)、幾何學(xué)與物理學(xué)三方面條件何學(xué)與物理學(xué)三方面條件, 分別建立三個基本方程。分別建立三個基本方程。 在彈性體的邊界上在彈性體的邊界上, 還建立

10、邊界條件。因此，彈性力還建立邊界條件。因此，彈性力學(xué)的分析方法比較嚴(yán)密，得出的結(jié)論比較精確。學(xué)的分析方法比較嚴(yán)密，得出的結(jié)論比較精確。彈性力學(xué)與材料力學(xué)彈性力學(xué)與材料力學(xué)x xq qy yx圖 1-1ax xq qy yx0 0圖 1-1b材料力學(xué)解材料力學(xué)解彈性力學(xué)解彈性力學(xué)解n彈性力學(xué)與材料力學(xué)的比較：彈性力學(xué)與材料力學(xué)的比較：3.研究的結(jié)果：研究的結(jié)果：彈性力學(xué)與材料力學(xué)彈性力學(xué)與材料力學(xué)n彈性力學(xué)與材料力學(xué)的比較：彈性力學(xué)與材料力學(xué)的比較：3.研究的結(jié)果：研究的結(jié)果：材料力學(xué)解材料力學(xué)解彈性力學(xué)解彈性力學(xué)解圖 1-3a圖 1-3bx xq qy yx0 0圖 1-1bx xq qy y

11、x0 0圖 1-1b彈性力學(xué)與材料力學(xué)彈性力學(xué)與材料力學(xué)n彈性力學(xué)與材料力學(xué)相比：彈性力學(xué)與材料力學(xué)相比：l研究的對象更普遍研究的對象更普遍l分析的方法更嚴(yán)密分析的方法更嚴(yán)密1.研究的結(jié)果更精確研究的結(jié)果更精確彈性力學(xué)的特點(diǎn)彈性力學(xué)的特點(diǎn)n研究對象的變形狀態(tài)較復(fù)雜，處理的方法又較嚴(yán)謹(jǐn)，研究對象的變形狀態(tài)較復(fù)雜，處理的方法又較嚴(yán)謹(jǐn)，因而解算時需要冗長的數(shù)學(xué)運(yùn)算。因而解算時需要冗長的數(shù)學(xué)運(yùn)算。n為了簡化計算，便于數(shù)學(xué)處理，它仍然保留了材料為了簡化計算，便于數(shù)學(xué)處理，它仍然保留了材料力學(xué)中關(guān)于材料性質(zhì)的假設(shè)。力學(xué)中關(guān)于材料性質(zhì)的假設(shè)。材料力學(xué)中關(guān)于材料性質(zhì)的假設(shè)材料力學(xué)中關(guān)于材料性質(zhì)的假設(shè)n物體是連

12、續(xù)的。物體內(nèi)的一些物理量，如物體是連續(xù)的。物體內(nèi)的一些物理量，如密度、密度、應(yīng)力、應(yīng)變、位移等可以用連續(xù)函數(shù)來表示。應(yīng)力、應(yīng)變、位移等可以用連續(xù)函數(shù)來表示。n物體是完全彈性的，物體是完全彈性的，即在變形過程中應(yīng)力和應(yīng)變即在變形過程中應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系是線性的，材料滿足虎克定理之間的關(guān)系是線性的，材料滿足虎克定理。n物體是均勻的。整個物體的所有各部分具有相同物體是均勻的。整個物體的所有各部分具有相同的物理性質(zhì)。的物理性質(zhì)。材料力學(xué)中關(guān)于材料性質(zhì)的假設(shè)材料力學(xué)中關(guān)于材料性質(zhì)的假設(shè)n物體是各向同性的。物體內(nèi)每一點(diǎn)各個方向的物物體是各向同性的。物體內(nèi)每一點(diǎn)各個方向的物理性質(zhì)理性質(zhì)（如密度、彈性模量、

13、泊松比等）（如密度、彈性模量、泊松比等）都是相都是相同的。同的。 n物體的變形是微小的，即物體的變形是微小的，即小位移、小應(yīng)變和小轉(zhuǎn)小位移、小應(yīng)變和小轉(zhuǎn)動假定動假定。當(dāng)物體受力后，各點(diǎn)位移都遠(yuǎn)小于物體。當(dāng)物體受力后，各點(diǎn)位移都遠(yuǎn)小于物體的原有尺寸；在考慮物體變形時，應(yīng)變和轉(zhuǎn)角的的原有尺寸；在考慮物體變形時，應(yīng)變和轉(zhuǎn)角的平方項(xiàng)或乘積項(xiàng)都可以略去不計。平方項(xiàng)或乘積項(xiàng)都可以略去不計。課程目的課程目的n了解有限元法的基本原理和方法，包括單元分析、了解有限元法的基本原理和方法，包括單元分析、 整體分析、載荷和約束處理等概念。整體分析、載荷和約束處理等概念。n學(xué)會在學(xué)會在COSMOSWorks中分析一些工

14、程問題，包括中分析一些工程問題，包括應(yīng)力分析、應(yīng)變分析、變形分析、間隙應(yīng)力分析、應(yīng)變分析、變形分析、間隙/接觸分析、接觸分析、熱力分析和疲勞分析等。熱力分析和疲勞分析等。使用教材使用教材主教材主教材COSMOS基礎(chǔ)教程：基礎(chǔ)教程：COSMOSWorks Designer，（美），（美）SolidWorks公司著，機(jī)械工業(yè)出版社公司著，機(jī)械工業(yè)出版社.輔助教材輔助教材機(jī)構(gòu)有限元分析，趙經(jīng)文，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社機(jī)構(gòu)有限元分析，趙經(jīng)文，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.SolidWorks有限元分析實(shí)例解析有限元分析實(shí)例解析，洪江洪江，機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社SolidWorks 2006完全學(xué)習(xí)手冊完全

15、學(xué)習(xí)手冊，劉國良劉國良，電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社紀(jì)律說明紀(jì)律說明不遲到早退不遲到早退上機(jī)獨(dú)立操作上機(jī)獨(dú)立操作按時交作業(yè)按時交作業(yè)成績評定成績評定平時作業(yè)及出勤占平時作業(yè)及出勤占30%作業(yè)未交或遲到、早退、曠課各扣作業(yè)未交或遲到、早退、曠課各扣 5分分/次次期末上機(jī)考核占期末上機(jī)考核占70%有限元法的基本原理，方法，概念等有限元法的基本原理，方法，概念等典型機(jī)械零件和裝配體的限元分析典型機(jī)械零件和裝配體的限元分析現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計FEA: Finite Element Analysis當(dāng)有零部件破壞時當(dāng)有零部件破壞時n物理實(shí)驗(yàn)物理實(shí)驗(yàn)l金相檢查金相檢查l各種儀器檢測各種儀器檢測l重新設(shè)

16、計、重新試驗(yàn)重新設(shè)計、重新試驗(yàn)nFEAl了解到各種工況數(shù)據(jù)了解到各種工況數(shù)據(jù) l看到失效形式看到失效形式l找到危險零部件找到危險零部件把事情做好把事情做好n傳統(tǒng)的方式傳統(tǒng)的方式l成比例試驗(yàn)成比例試驗(yàn)l樣機(jī)樣機(jī)l重新設(shè)計、重新試驗(yàn)重新設(shè)計、重新試驗(yàn)nFEAl了解各種參數(shù)影響了解各種參數(shù)影響l測試各種極端情況下測試各種極端情況下和無法作試驗(yàn)的結(jié)果和無法作試驗(yàn)的結(jié)果l鑒別各種可能的趨勢鑒別各種可能的趨勢l優(yōu)化處理優(yōu)化處理l沒有材料消耗沒有材料消耗現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計 FEA 要在設(shè)計中發(fā)揮作用，離不開建模技術(shù)、模要在設(shè)計中發(fā)揮作用，離不開建模技術(shù)、模型分析、優(yōu)化設(shè)計、數(shù)學(xué)計算和計算機(jī)應(yīng)用等。型分

17、析、優(yōu)化設(shè)計、數(shù)學(xué)計算和計算機(jī)應(yīng)用等。#FEA: Finite Element Analysis有限元方法的基本原理和目的有限元方法的基本原理和目的n將連續(xù)的結(jié)構(gòu)離散化，用有限個容易分析的單元來將連續(xù)的結(jié)構(gòu)離散化，用有限個容易分析的單元來表示復(fù)雜的對象，單元之間通過節(jié)點(diǎn)按一定方式相表示復(fù)雜的對象，單元之間通過節(jié)點(diǎn)按一定方式相互連接，形成單元的組合體?；ミB接，形成單元的組合體。確定單元形狀、單元之間相互聯(lián)結(jié)的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。確定單元形狀、單元之間相互聯(lián)結(jié)的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)內(nèi)力稱為節(jié)點(diǎn)力，外力（有集中力、節(jié)點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)內(nèi)力稱為節(jié)點(diǎn)力，外力（有集中力、分布力等）稱為節(jié)點(diǎn)載荷。分布力等）稱為節(jié)點(diǎn)載荷

18、。n由于單元的數(shù)目是有限的由于單元的數(shù)目是有限的，節(jié)點(diǎn)的數(shù)目也是有限的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目也是有限的，所以稱為有限元法。所以稱為有限元法。n研究組合體受外力作用、邊界約束或溫度改變等原研究組合體受外力作用、邊界約束或溫度改變等原因而發(fā)生的應(yīng)力因而發(fā)生的應(yīng)力、應(yīng)變和位移等應(yīng)變和位移等。#1. 分分 連續(xù)體連續(xù)體 離散體離散體 2. 合合 單元之間通過節(jié)點(diǎn)連接，并承受一定載荷，組成有單元之間通過節(jié)點(diǎn)連接，并承受一定載荷，組成有限單元集合體，建立整個物體的平衡方程。限單元集合體，建立整個物體的平衡方程。l注：由于單元的分割和節(jié)點(diǎn)配置比較靈活，有限元法注：由于單元的分割和節(jié)點(diǎn)配置比較靈活，有限元法可以適用于任意

19、復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)?？梢赃m用于任意復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)。有限元分析的關(guān)鍵點(diǎn)有限元分析的關(guān)鍵點(diǎn)離散技術(shù)離散技術(shù)平衡方程：表達(dá)了應(yīng)力和載荷的關(guān)系#單元、節(jié)點(diǎn)和載荷單元、節(jié)點(diǎn)和載荷節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn): :是空間中的坐標(biāo)位置，具有是空間中的坐標(biāo)位置，具有一定自由度和一定自由度和存在相互存在相互作用作用。單元單元: :是一組節(jié)點(diǎn)相互作用的矩陣是一組節(jié)點(diǎn)相互作用的矩陣（稱為剛度或系數(shù)矩陣（稱為剛度或系數(shù)矩陣) )描述。描述。載荷：施加于單元或節(jié)點(diǎn)上的力。載荷：施加于單元或節(jié)點(diǎn)上的力。載荷載荷載荷載荷#有限元模型的數(shù)據(jù)有限元模型的數(shù)據(jù)有限元分析的基本步驟有限元分析的基本步驟結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分確定邊界條件、材料特性

20、等確定邊界條件、材料特性等施加載荷施加載荷求解求解有限元應(yīng)用的主要難題有限元應(yīng)用的主要難題n如何精確的建立計算模型？如何精確的建立計算模型？n如何計算模型中各種支承、連接與實(shí)際結(jié)構(gòu)相符？如何計算模型中各種支承、連接與實(shí)際結(jié)構(gòu)相符？n如何施加載荷，以反映各種運(yùn)動狀態(tài)等？如何施加載荷，以反映各種運(yùn)動狀態(tài)等？n如何確定載荷，尤其是動態(tài)載荷？如何確定載荷，尤其是動態(tài)載荷？ 有限元分析軟件有限元分析軟件解題速度和精度：解題速度和精度：NASTRAN是通過犧牲速度來滿足精度的是通過犧牲速度來滿足精度的;ANSYS是通過放棄精確度、加大解題占用的磁盤時間是通過放棄精確度、加大解題占用的磁盤時間來提高速度的；

21、來提高速度的； COSMOS、NASTRAN、ANSYS 解題速度比為解題速度比為1:16:9 ，解題占用的磁盤空間比為解題占用的磁盤空間比為1:14:22。 解題對象：解題對象：ANSYS和和NASTRAN是商業(yè)化比較早的軟件，在國內(nèi)是商業(yè)化比較早的軟件，在國內(nèi)知名度高，側(cè)重于線性分析知名度高，側(cè)重于線性分析 。 1.ADINA、ABAQUS在非線性分析方面有較強(qiáng)應(yīng)用。在非線性分析方面有較強(qiáng)應(yīng)用。 有有ANSYS、NASTRAN、ADINA、COSMOS和和ABAQUS等等。COSMOS軟件軟件n是是SRAC （Structural Research & Analysis Corpo

22、ration）公司工程推出的一套強(qiáng)大的有限元分析軟件。公司工程推出的一套強(qiáng)大的有限元分析軟件。n1995年，年，SRAC公司與公司與SolidWorks公司合作開發(fā)了公司合作開發(fā)了COSMOS軟件，成為軟件，成為SolidWorks Office的一個插件。的一個插件。n使用使用COSMOS，可以最大限度地縮短設(shè)計周期，降低，可以最大限度地縮短設(shè)計周期，降低測試成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。測試成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。COSMOS主要功能模塊（主要功能模塊（P1）COSMOSWorks Designer：對零件或裝配體的靜態(tài)分析對零件或裝配體的靜態(tài)分析COSMOSWorks Professional：對零件

23、或裝配體的靜態(tài)、熱對零件或裝配體的靜態(tài)、熱傳導(dǎo)、扭曲、頻率、掉落測試、優(yōu)化及疲勞分析傳導(dǎo)、扭曲、頻率、掉落測試、優(yōu)化及疲勞分析COSMOSWorks Advanced Professional：對零件或裝配體對零件或裝配體的靜態(tài)、熱傳導(dǎo)、扭曲、頻率、掉落測試、優(yōu)化、疲勞分析，以的靜態(tài)、熱傳導(dǎo)、扭曲、頻率、掉落測試、優(yōu)化、疲勞分析，以及非線性和高級動力學(xué)分析及非線性和高級動力學(xué)分析COSMOSMotion：運(yùn)動仿真運(yùn)動仿真COSMOSWorks能解決的問題能解決的問題 n零件和裝配體的應(yīng)力分析、應(yīng)變分析、變形分析、熱零件和裝配體的應(yīng)力分析、應(yīng)變分析、變形分析、熱分析、設(shè)計優(yōu)化、線性和非線性分析等

24、。分析、設(shè)計優(yōu)化、線性和非線性分析等。 靜應(yīng)力分析靜應(yīng)力分析-零件會斷裂嗎？是超安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計嗎？零件會斷裂嗎？是超安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計嗎？間隙間隙/ /接觸分析接觸分析-在特定載荷下，兩個或者更多運(yùn)動在特定載荷下，兩個或者更多運(yùn)動零件相互作用。零件相互作用。熱分析熱分析-零件會過熱嗎？熱量在整個裝配體中如何發(fā)零件會過熱嗎？熱量在整個裝配體中如何發(fā)散？熱應(yīng)力作用下會失效嗎？散？熱應(yīng)力作用下會失效嗎？疲勞分析疲勞分析-預(yù)測疲勞對產(chǎn)品全生命周期的影響，確定預(yù)測疲勞對產(chǎn)品全生命周期的影響，確定可能發(fā)生疲勞破壞的區(qū)域?？赡馨l(fā)生疲勞破壞的區(qū)域。COSMOSWorks能解決的問題能解決的問題 n零件和裝配體的應(yīng)力分

25、析、應(yīng)變分析、變形分析、熱零件和裝配體的應(yīng)力分析、應(yīng)變分析、變形分析、熱分析、設(shè)計優(yōu)化、線性和非線性分析等。分析、設(shè)計優(yōu)化、線性和非線性分析等。 頻率分析頻率分析-確定零件或裝配的造型與其固有頻率的關(guān)確定零件或裝配的造型與其固有頻率的關(guān)系，會發(fā)生共振嗎？在需要共振效果的場合，如超聲波系，會發(fā)生共振嗎？在需要共振效果的場合，如超聲波焊接喇叭，音叉，獲得最佳設(shè)計效果。焊接喇叭，音叉，獲得最佳設(shè)計效果。失穩(wěn)分析失穩(wěn)分析-在壓載荷作用下，薄壁結(jié)構(gòu)件會發(fā)生失穩(wěn)在壓載荷作用下，薄壁結(jié)構(gòu)件會發(fā)生失穩(wěn)嗎？嗎？ 非線性分析非線性分析-分析橡膠類、塑料類零件或裝配體的行分析橡膠類、塑料類零件或裝配體的行為，或分析金屬結(jié)構(gòu)在達(dá)到屈服極限后的力學(xué)行為。也為，或分析金屬結(jié)構(gòu)在達(dá)到屈服極限后的力學(xué)行為。也可以用于考慮大扭轉(zhuǎn)和大變形，如：突然失穩(wěn)。可以用于考慮大扭轉(zhuǎn)和大變形，如：突然失穩(wěn)。COSMOSWorks能解決的問題能解決的問題n零件和裝配體的應(yīng)力分析、應(yīng)變分析、變形分析、熱零件和裝配體的應(yīng)力分析、應(yīng)變分析、變形分析、熱分析、設(shè)計優(yōu)化、線性和非線性分析等。分析、設(shè)計優(yōu)化、線性和非線性分析等。 優(yōu)化優(yōu)化-在保持滿足其他性能判據(jù)（如應(yīng)力失效）的前在保持滿足其他性能判據(jù)（如應(yīng)力失效）的前提下，自動定義最小體積設(shè)計。提下，自動定義最小體積設(shè)計。 后動力分析后動力分析-零件或裝配體在動態(tài)激勵下的線性動力零件或裝