有限元法基礎(chǔ)知識(shí)介紹

1、有限元法的基本計(jì)算步驟n物體離散化n單元特性分析分析單元的力學(xué)性質(zhì)選擇位移模式計(jì)算等效節(jié)點(diǎn)力n單元組集n求解未知節(jié)點(diǎn)位移有限元法的基本計(jì)算步驟物體離散化3維實(shí)體的4面體單元?jiǎng)澐制矫娴娜切螁卧獎(jiǎng)澐?維實(shí)體的6面體單元?jiǎng)澐值湫突静襟E 1. 離散網(wǎng)格化有限元法的基本計(jì)算步驟單元特性分析計(jì)算等效節(jié)點(diǎn)力：將外在的負(fù)載力等效到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上。 物體離散化后，假定力是通過節(jié)點(diǎn)從一個(gè)單元傳遞到另一個(gè)單元。但是，對于實(shí)際的連續(xù)體，力是從單元的公共邊傳遞到另一個(gè)單元中去的。因而，這種作用在單元邊界上的表面力、體積力和集中力都需要等效的移到節(jié)點(diǎn)上去，也就是用等效的節(jié)點(diǎn)力來代替所有作用在單元上得力。彈性體有限元模型有

2、限元法的過程有限元法的過程 線性靜力有限元分析步驟線性靜力有限元分析步驟 結(jié)構(gòu)離散結(jié)構(gòu)離散形成單元?jiǎng)偠染仃囆纬蓡卧獎(jiǎng)偠染仃囇b配總體剛度矩陣裝配總體剛度矩陣施加約束邊界條件施加約束邊界條件施加載荷求解方程求解方程計(jì)算位移、應(yīng)力等計(jì)算位移、應(yīng)力等F = 10000 磅L = 10 英寸YINL = 10 英寸面積 A = 1.5 英寸2彈性模量 E = 10106 磅/英寸2面積 A = 2.0 英寸2彈性模量 E = 10106 磅/英寸2例子：例子：1 1、建立結(jié)構(gòu)有限元模型、建立結(jié)構(gòu)有限元模型 L=10英寸A=1.5英寸2L=10英寸A=2.0英寸2結(jié)點(diǎn) 3#結(jié)點(diǎn) 1#結(jié)點(diǎn) 2#單元 單元

3、2 2、形成單元?jiǎng)偠染仃?、形成單元?jiǎng)偠染仃?3 3、總裝剛度矩陣、總裝剛度矩陣 4 4、施加邊界條件、施加邊界條件 5 5、施加作用載荷、施加作用載荷 有限元分析方法的發(fā)展與應(yīng)用 目前應(yīng)用較多的通用有限元軟件如下表所列： 另外還有許多針對某類問題的專用有限元軟件，例如金屬成形分析軟件Deform、Autoform，焊接與熱處理分析軟件SysWeld等。軟件名稱簡介MSC/Nastran著名結(jié)構(gòu)分析程序，最初由NASA研制MSC/Dytran動(dòng)力學(xué)分析程序MSC/Marc非線性分析軟件ANSYS通用結(jié)構(gòu)分析軟件ADINA非線性分析軟件ABAQUS非線性分析軟件有限元方法的應(yīng)用 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)支架的強(qiáng)度分析（劉道勇，東風(fēng)汽車工程研究院動(dòng)，用MSC/Nastran完成）有限元方法的應(yīng)用 BMW曲軸的感應(yīng)淬火 （用SysWeld軟件完成）有限元軟件使用的基本步驟n 三個(gè)步驟：前處理（PREPROCESSION），求解（SOLUTION），后處理POSTPROCESSION）n 前處理單元選擇材料定義幾何建模網(wǎng)格劃分模型局部調(diào)整施加荷載有限元軟件使用的基本步驟n 求解分析問題的類型設(shè)定分析參數(shù)添加荷載條件建立荷載工況求解有限元軟件使用的基本步驟n 后處理結(jié)果的文字輸出(Result List)結(jié)果的云圖輸出(Result Contour)結(jié)果的矢量輸出(Resul