0-有限元法简介

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,有限元法简介,2,一 什么是有限元,二 有限元法能解决那些问题,三 当前有限元发展状况,四 如何学习有限元法,主要内容,3,1,实际强度问题例子分析,一 什么是有限元法,桥梁强度分析,发动机连杆强度问题,4,1,实际强度问题例子分析,桥,梁,强,度,问,题,影响强度的因素,：几何结构、载荷,(,力,),、材料、约束,(,固定,),状态描述,：位移、应变、应力,数学模型（偏微分方程）,：,强度影响因素、状态之间的关系（如弹性力学）,数学模型的数值求解有限元法,强度分析，寻求改进方案,连杆强度问题,一 什么是有限元法,5,2,什么是有限元法,?,偏微分方程边值的一种数值解法,典型特征：网格,(,单元、结点,),理论基础是变分原理或弱形式方程（加权残值）,一 什么是有限元法,单元,节点,6,强度分析和变形量计算,温度场分析和热应力计算,含弹性体的动力学分析,振动分析,结构优化的基础,电磁场、声场分析、渗流计算,有限元理论和方法在其它学科得以应用和借鉴,二 有限元法能解决的问题,7,1,有限元法的发展历史,三 有限元的发展状况,1960,年首次出现,the finite element method,发展的温床弹性力学,计算机的快速发展起到了极大的促进作用,发展趋势：单变量向多变量发展，应用领域的拓展,发展的主要动力：收敛性问题、精度问题和应用领域的拓展,变分原理的发展和完善促进了有限元的发展,最著名的著作：,O.C.Zienkiewicz and R.L.taylor,the Finite Element Method,.(O.C.,监凯维奇，有限元法，科学出版社，,1985),8,2,有限元法的现状,机械行业的一项基本工具,应用领域繁多,分析规模日趋庞大,多场耦合分析越来越多,与,CAD,结合日趋紧密,参数化分析的更多尝试,先进企业注重分析流程和规范的制定，以及历史分析数据和测量数据的积累,有限元思想在很多其它领域得到应用,三 有限元的发展状况,9,3,当前主要有限元软件介绍,有限元分析（,FEA,）软件分专用,FEA,软件和通用,FEA,软件,通用：,ANSYS,、,NASTRAN,、,ABAQUS,、,JIFEX,（中国、大连理工大学）等,很多,CAD,软件中具有,FEA,模块,三 有限元的发展状况,10,4,有限元法的发展趋势,与,CAD,系统结合日趋紧密,参数化建模和参数化分析加强,求解能力不断加强（规模和领域两方面）,应用日益普遍开发产品的基本工具,专业领域流程、规范，以及分析工具的制定和完善,三 有限元的发展状况,11,1,课程内容,四 如何学习有限元法,弹性力学基础,有限元基础,基本原理,各种问题（三维问题、平面问题、桁架、梁、板壳、温度场、热应力、拓扑优化）,分析实践,12,2,怎样才能做好有限元分析,四 如何学习有限元法,力学基础,(,弹性力学、理论力学、振动理论、分析力学等,),、有限元理论基础,对实际分析对象的深刻理解专业知识和背景，问题的性质，影响因素的把握和处理等,实际分析经验,有限元软件的正确合理使用,13,3,如何学习有限元法,注重掌握基本概念和基本理论,理论结合实际，学习中不断进行实践和总结,注重交流（文献、讨论）,四 如何学习有限元法,4,有限元分析的误区,只重视有限元软件的使用,分析代替试验,分析与设计、试验脱节,忽视经验数据的总结与积累,14,5,参考资料,张允真，曹富新，弹性力学及其有限元法,中国铁道出版社，,1983,教材,有限元参考书,O.C.Zienkiewicz,书,ANSYS,入门,ANSYS,使用工具书,四 如何学习有限元法,15,如图为某一平面问题的求解区域，被划分成了如图所示多个四边形单元，请问：采用什么形式的数据格式记录单元和结点信息，才能表达清楚、使用方便、并具有通用性？,思考题,16,如图为某一平面问题的求解区域，被划分成了如图所示多个四边形单元，请问：采用什么形式的数据格式记录单元和结点信息，才能表达清楚、使用方便、并具有通用性？,思考题,ANSYS,导出的结点和单元信息,17,结束,