有限元法基础知识介绍

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,*,有限元法的基本计算步骤,物体离散化,单元特性分析,分析单元的力学性质,选择位移模式,计算等效节点力,单元组集,求解未知节点位移,有限元法的基本计算步骤,物体离散化,3维实体的4面体单元划分,平面的三角形单元划分,3维实体的6面体单元划分,典型基本步骤,1.离散网格化,有限元法的基本计算步骤,单元特性分析,计算等效节点力：将外在的负载力等效到各个节点上。,物体离散化后，假定力是通过节点从一个单元传递到另一个单元。但是，对于实际的连续体，力是从单元的公共边传递到另一个单元中去的。因而，这种作用在单元边界上的表面力、体积力和集中力都需要等效的移到节点上去，也就是用等效的节点力来代替所有作用在单元上得力。,弹性体,有限元模型,有限元法的过程,线性静力有限元分析步骤,结构离散,形成单元刚度矩阵,装配总体刚度矩阵,施加约束边界条件,施加载荷,求解方程,计算位移、应力等,F=10000 磅,L=10 英寸YIN,L=10 英寸,面积 A=1.5 英寸,2,弹性模量 E=10,10,6,磅/英寸,2,面积 A=2.0 英寸,2,弹性模量 E=10,10,6,磅/英寸,2,例子：,1,、建立结构有限元模型,L=10英寸,A=1.5英寸,2,L=10英寸,A=2.0英寸,2,结点 3,#,结点 1,#,结点 2,#,单元,单元,2,、形成单元刚度矩阵,3,、总装刚度矩阵,4,、施加边界条件,5,、施加作用载荷,有限元分析方法的发展与应用,目前应用较多的通用有限元软件如下表所列：,另外还有许多针对某类问题的专用有限元软件，例如金属成形分析软件Deform、Autoform，焊接与热处理分析软件SysWeld等。,软件名称,简介,MSC/Nastran,著名结构分析程序，最初由NASA研制,MSC/Dytran,动力学分析程序,MSC/Marc,非线性分析软件,ANSYS,通用结构分析软件,ADINA,非线性分析软件,ABAQUS,非线性分析软件,有限元方法的应用,转向机构支架的强度分析（刘道勇，东风汽车工程研究院动，用MSC/Nastran完成）,有限元方法的应用,BMW曲轴的感应淬火（用SysWeld软件完成）,有限元软件使用的基本步骤,三个步骤：前处理（,PREPROCESSION,），求解（,SOLUTION,），后处理,POSTPROCESSION,）,前处理,单元选择,材料定义,几何建模,网格划分,模型局部调整,施加荷载,有限元软件使用的基本步骤,求解,分析问题的类型,设定分析参数,添加荷载条件,建立荷载工况,求解,有限元软件使用的基本步骤,后处理,结果的文字输出,(Result List),结果的云图输出,(Result Contour),结果的矢量输出,(Result Vector),结果的路径输出,(Result Mapping),Element Table,的提取,Load Case,及其组合,