有限元基础题答案.pdf

1.像 床 单 那 样 薄 、 那 样 宽 的 板 用 梁 单 元 来 模 型 化 通 常 用 板 单 元 或 壳 单 元 来 作 模 型 化 2.对 于 高 压 电 线 的 铁 塔 那 样 的 框 架 结 构 的 模 型 化 处 理 使 用 梁 单 元 3.一 般 自 由 度 多 的 模 型 分 析 成 本 高 4.使 用 尽 可 能 多 种 类 单 元 的 模 型 是 一 个 好 的 模 型 单 元 种 类 的 多 样 性 与 模 型 的 好 坏 没 有 关 系 5.杆 单 元 是 壳 单 元 的 一 种 6.不 能 把 梁 单 元 、 壳 单 元 和 实 体 单 元 混 合 在 一 起 作 成 模 型 两 者 混 在 一 起 可 做 模 型 化 处 理7.四 边 形 的 壳 单 元 尽 可 能 作 成 接 近 正 方 形 形 状 的 单 元 8.因 为 实 体 单 元 是 3维 单 元 ， 所 以 即 使 有 严 重 的 扭 曲 也 没 关 系 9.将 作 用 有 垂 直 载 荷 的 悬 臂 梁 用 多 个 杆 单 元 作 成 杆 单 元 因 为 不 传 递 弯 曲 不 适 用 于 弯 曲 分 析 10.将 作 用 有 垂 直 载 荷 的 两 端 自 由 支 持 的 梁 用 杆 单 元 来 模 型 化 11.三 角 形 单 元 和 四 边 形 单 元 不 能 混 在 一 起 使 用 12.平 面 应 变 单 元 也 好 ， 平 面 应 力 单 元 也 好 ， 如 果 以 单 位 厚 来 作 模 型 化 处 理 的 话 会 得 到 一 样 的 答 案 13.同 样 形 状 的 话 ， 使 用 三 角 形 单 元 和 使 用 四 边 形 单 元 解 是 相 同 的 14.边 长 为 10cm和 边 长 为 100cm 的 正 方 形 的 板 ， 后 者 的 单 元 数 如 果 是 前者 的 10倍 的 话 ， 才 行 划 分 的 数 量 不 是 依 形 状 的 大 小 15.为 了 校 核 连 续 的 相 同 管 子 剖 面 内 的 应 力 状 态 ， 要 使 用 平 面 应 力 单 元 这 种 情 况 使 用 平 面 应 变 单 元 ?？ 16.对 热 应 力 问 题 ， 1维 单 元 也 好 2维 单 元 也 好 ， 所 求 的 解 都 搞 不 清 ？17.对 于 热 传 导 分 析 必 须 输 入 线 膨 胀 系 数 对 于 热 传 导 分 析 必 需 的 是 热 传 导 率 18.热 应 力 随 结 构 的 约 束 状 态 而 变 化 19.FEM分 析 变 形 越 大 应 力 就 越 高 ？ ？20.在 线 性 分 析 中 ， 即 使 变 形 变 大 ， 如 果 可 以 将 这 部 分 单 元 划 分 得 多 一 些 的 话 ， 也 会 保 证 解 的 适 当 正 确 线 性 分 析 是 以 微 小 变 形 的 范 围 内 为 对 象 的 21.为 了 评 价 应 力 集 中 ， 在 网 格 划 分 时 应 该 把 整 个 作 成 一 样 的 单 元 尺 寸 22.板 厚 并 不 一 致 的 情 况 下 ， 一 定 要 用 到 实 体 单 元 即 使 是 板 单 元 也 可 以 表 现 厚 度 的 变 化 23.单 元 数 相 同 的 话 ， 1阶 单 元 、 2阶 单 元 的 解 都 一 样 24.为 了 忠 实 地 尽 可 能 表 现 结 构 的 形 状 ， 必 须 严 格 按 装 配 顺 序 来 做 模 型 化 处 理 模 型 化 的 顺 序 与 分 析 结 果 无 关 25.节 点 的 位 置 依 赖 于 形 态 ， 而 并 不 依 赖 于 载 荷 的 位 置 为 给 出 节 点 载 荷 必 须 要 在 载 荷 点 设 置 节 点 26.一 般 应 力 变 化 大 的 地 方 单 元 尺 寸 要 划 的 小 才 好 27.仅 用 TETRA单 元 的 模 型 与 仅 用 HEXA单 元 的 模 型 相 比 ， 后 者 的 精 度 要 好 28.相 接 的 单 元 尺 寸 大 小 不 要 变 化 太 厉 害 29.在 进 行 特 征 值 分 析 时 ， 必 须 输 入 质 量 30.进 行 热 应 力 分 析 时 ， 必 须 输 入 线 膨 胀 系 数 （ 比 较 17题 ） 31.壳 单 元 表 面 的 应 力 因 为 与 表 面 内 的 应 力 相 比 精 度 会 降 低 所 以 必 须 注意 在 单 元 的 表 面 精 度 是 不 会 变 化 的 ？ ？ ？32.象 船 和 火 箭 那 样 的 结 构 因 为 漂 浮 在 水 （ 空 ） 中 而 没 被 固 定 住 ， 所 以 ， FEM分 析 不 可 以 使 用 33.约 束 条 件 用 全 固 定 或 许 加 上 铰 固 定 就 能 表 现 完 全 也 有 半 固 定 （ 例 如 用 弹 簧 约 束 ） ？ ？ ？ 34.一 般 在 特 征 值 分 析 中 一 定 是 采 用 节 点 编 号 连 续 来 编 的 方 法 ， 所 得 精 度 要 高 连 续 编 号 精 度 并 不 觉 得 提 高 ？ ？ ？ 35.用 固 有 振 动 分 析 求 应 力 ， 应 力 高 的 部 分 必 须 要 加 强 用 固 有 振 动 来 求 的 值 物 理 量 不 同 ？ ？ ？ 36.屈 曲 模 态 并 不 依 赖 于 约 束 条 件 37.自 由 度 有 位 移 自 由 度 和 转 角 自 由 度 （ 3个 位 移 成 分 和 3个 转 角 成 分 ）38.一 般 在 FEM中 使 用 的 模 型 称 为 刚 体 模 型 39.对 比 铁 更 硬 的 部 分 所 做 模 型 化 处 理 的 单 元 称 为 刚 体 单 元 40.刚 体 单 元 和 梁 单 元 和 板 单 元 组 合 在 一 起 进 行 分 析 是 不 可 以 的 41.一 般 网 格 划 分 过 度 的 话 ， 很 费 分 析 时 间 42.对 啤 酒 罐 的 压 缩 强 度 要 用 固 有 振 动 分 析 来 评 价 （ 用 屈 曲 分 析 ） ？ ？ ？43.表 示 自 由 度 的 坐 标 系 有 局 部 坐 标 系 和 整 体 坐 标 系 44.应 力 集 中 的 部 分 是 多 个 载 荷 所 加 的 部 位 应 力 与 周 围 部 分 相 比 要 高 的 部 分 称 为 应 力 集 中 的 部 分 45.在 加 上 热 载 的 情 况 下 ， 即 使 是 同 一 个 模 型 ， 根 据 约 束 条 件 ， 所 发 生的 应 力 有 很 大 的 不 同 （ 约 束 不 同 应 力 不 同 ） 46.用 有 限 元 法 可 以 对 正 在 动 的 （ 移 动 ） 物 体 的 结 构 进 行 分 析 47.对 膜 （ membran） 单 元 也 可 用 面 压 载 荷 （ 壳 ） 48.可 对 膜 （ membran） 单 元 可 以 用 集 中 载 荷 （ 47、 48）49.施 加 强 迫 位 移 的 分 析 要 进 行 静 力 分 析 ？ ？ ？ ？ 50.一 般 所 给 出 的 载 荷 的 总 和 与 反 力 的 总 和 相 一 致 51.即 使 将 不 同 的 局 部 坐 标 系 下 定 义 好 的 节 点 连 起 来 也 可 定 义 单 元 52.所 谓 自 由 度 是 直 接 翻 译 degrees of freedom的 53.所 谓 实 体 单 元 意 味 着 刚 体 单 元 的 集 合 （ 刚 体 只 有 自 由 度 ， 没 有 变 形 ） 54.杨 氏 率 是 纵 弹 性 系 数 （ 模 量 ） 55.共 鸣 现 象 与 固 有 频 率 有 关 56.杨 氏 率 是 评 价 材 龄 的 基 值 杨 氏 率 是 表 示 材 料 的 坚 硬 程 度 的 常 数 不 是 表 示 年 轻 与 否 57.即 使 是 同 一 种 材 料 ， 梁 单 元 和 板 单 元 也 要 输 入 不 同 的 材 料 性 质 数 值 如 果 相 同 的 材 料 ， 即 使 单 元 的 种 类 不 同 ， 也 要 用 相 同 的 材 料 58.泊 松 比 是 在 纵 向 加 压 时 发 生 在 纵 向 的 应 变 和 横 向 的 应 变 的 比 率 59.用 弹 性 材 料 可 表 现 塑 性 化 现 象 进 行 塑 性 分 析 必 须 输 入 塑 性 材 料 的 特 性60.一 般 线 膨 胀 系 数 是 作 为 材 料 常 数 之 一 输 入 （ material properties）61.一 般 用 FEM模 型 化 时 ， 大 的 结 构 求 得 的 热 变 形 小 62.约 束 条 件 全 都 没 被 定 义 的 结 构 不 能 分 析 63.X、 Y、 Z全 部 方 向 上 的 位 移 都 是 1时 称 为 刚 体 变 形 64.分 析 结 果 是 对 称 的 模 型 ， 使 用 对 称 条 件 可 以 用 较 少 的 单 元 来 进 行 分析 65.所 谓 铰 约 束 条 件 是 约 束 位 移 自 由 度 而 让 转 角 自 由 度 自 由 66.强 迫 位 移 是 一 种 约 束 条 件 67.即 使 所 有 的 自 由 度 都 约 束 也 会 发 生 变 形 （ 实 体 内 每 个 节 点 的 所 有自 由 度 ） 68.对 于 设 置 了 约 束 的 自 由 度 即 使 输 入 载 荷 也 发 生 位 移 69.有 限 单 元 分 析 约 束 条 件 尽 量 少 则 精 度 好 （ 静 力 问 题 不 能 没 约 束 还 错 ）70.所 谓 约 束 就 是 消 去 自 由 度 71.所 谓 全 约 束 只 要 将 位 移 自 由 度 约 束 住 72.壳 单 元 与 实 体 单 元 可 约 束 的 自 由 度 不 同 （ 壳 作 面 分 析 ） 73.线 性 分 析 将 同 样 大 的 载 荷 加 在 反 向 产 生 位 移 的 绝 对 值 不 变 （ 前 提线 性 分 析 ） 74.由 分 析 所 得 的 最 大 应 力 受 网 格 划 分 的 影 响 75.载 荷 和 应 力 表 示 同 一 件 东 西 76.主 应 力 并 不 依 赖 于 基 本 坐 标 系 77.在 应 力 分 析 中 ， 应 力 小 的 部 位 单 元 尺 寸 要 小 ， 大 的 部 位 单 元 尺 寸 要 大 来 进 行 模 型 化 处 理 78.实 特 征 值 分 析 是 一 种 求 最 大 应 力 的 手 段 （ 求 固 有 频 率 ） 79.具 有 切 口 附 近 的 应 力 集 中 用 FEM不 能 严 密 地 计 算 （ 不 是 可 以 用 裂 缝单 元 吗 ） 80.1阶 单 元 是 假 定 单 元 内 的 应 力 都 一 样 的 单 元 （ 位 移 单 元 一 阶 插 值 ）81.表 现 材 料 的 弹 性 界 限 是 所 谓 的 屈 服 应 力 82.在 屈 服 曲 面 内 材 料 表 现 为 弹 性 行 为 （ 仍 视 为 屈 服 界 限 内 ）83.位 移 能 用 6个 矢 量 成 分 来 表 示 84.转 角 是 一 种 位 移 （ 广 义 位 移 ）85.载 荷 点 的 位 移 通 常 最 大 86.线 性 应 力 分 析 也 可 以 得 到 极 大 的 变 形 （ 位 移 为 一 阶 插 值 函 数 ， 变形 为 位 移 的 导 数 ， 变 形 的 极 大 值 点 是 位 移 的 二 阶 导 数 值 为 零 的 拐 点 ， 线 性 应 力 无 拐 点 ）87.与 材 料 无 关 的 相 同 变 形 量 产 生 相 同 的 应 力 （ 材 料 特 性 ） 88.给 出 同 一 载 荷 杨 氏 率 越 大 则 变 形 也 越 大 （ 越 小 ）89.对 于 静 力 分 析 质 量 是 不 可 缺 少 的 数 据 （ 涉 及 到 重 力 时 才 需 要 ） 90.实 特 征 值 分 析 中 必 须 定 义 集 中 载 荷 或 分 布 载 荷 （ 固 有 振 动 分 析 没必 要 的 ） 91.屈 曲 分 析 和 固 有 振 动 分 析 是 类 似 的 特 征 值 问 题 （ 还 是 弄 不 懂 ） 92.使 用 同 一 模 型 时 ， 一 般 特 征 值 分 析 要 比 线 弹 性 分 析 花 时 间 93.一 般 求 特 征 值 分 析 所 求 的 模 态 数 多 也 好 少 也 好 ， 分 析 时 间 是 一 样 的 一 般 求 的 模 态 数 增 加 ， 则 分 析 时 间 变 长 ？ ？94.在 静 力 分 析 中 ， 仅 施 加 左 右 方 向 的 载 荷 时 ， 不 约 束 上 下 方 向 也 可 以 必 须 约 束 住 不 至 于 刚 体 运 动 （ 转 动 ） 95.卡 车 通 过 时 ， 玻 璃 窗 会 别 别 地 振 动 ， 这 是 与 玻 璃 的 固 有 频 率 有 关 96.FEM也 被 用 在 医 学 上 97.有 限 元 法 、 有 限 体 积 法 、 有 限 差 分 法 、 边 界 元 法 这 中 间 FEM是 有 限 差分 法 98.有 限 元 法 基 本 的 是 求 解 联 立 方 程 式 99.FEM理 论 1950年 前 开 始 就 有 了 100.考 虑 阻 尼 的 特 征 值 问 题 成 了 复 特 征 值 问 题 第 1 章 引 言 1 . 简 要 论 述 求 解 工 程 问 题 的 一 般 方 法 和 步 骤 ； 图 1 1 工 程 问 题 的 一 般 求 解 步 骤 2 . 简 要 论 述 有 限 元 方 法 求 解 问 题 的 一 般 步 骤 选 择 单 元 、 划 分 网 格 、 设 置 求 解 参 数 、 求 解 3 . 说 明 ANSYS中 关 于 单 位 制 的 使 用 问 题 第 2 章 弹 性 力 学 问 题 有 限 元 分 析 4 . 出 一 道 由 单 刚 组 装 总 刚 的 问 题 5 . 为 什 么 位 移 有 限 元 得 到 的 应 力 结 果 的 精 度 低 于 位 移 结 果 ？ 在 当 前 计 算 结 果 的 基 础 上 如 何 进 一 步 提 高 应 力 结 果 的 精 度 ？ 有 限 元 分 析 以 有 限 单 元 数 模 拟 实 体 ， 其 自 由 度 小 于 真 实 实 体 自 由 度 ， 因 而 位 移 结 果 较 小 。 通 过 细 分 网 格 可 以 提 高 位 移 精 度 。 6 . 弹 性 力 学 平 面 问 题 包 括 平 面 应 力 和 平 面 应 变 两 类 ， 举 例 说 明 ； 平 面 应 力 等 厚 薄 板 受 与 厚 度 方 向 垂 直 的 外 力 作 用 平 面 应 变 水 坝 或 挡 土 墙 受 与 长 度 方 向 垂 直 的 外 力 作 用 7 . 平 面 问 题 三 角 常 应 变 有 限 元 中 形 函 数 之 和 为 1 ； 8 . 什 么 是 命 令 流 文 件 ？ 编 写 命 令 流 文 件 的 方 法 有 哪 些 ？ 如 何 调 试 你 编 写 的 命 令 流 文 件 ？ 结 构 分 析 时 采 用 命 令 流 文 件 的 方 式 有 哪 些 好 处 ？ 第 3 章 单 元 分 析 9 . 有 限 元 解 的 收 敛 准 则 是 什 么 ？ 进 行 简 单 的 解 释 。 完 备 性 要 求 ： 协 调 性 要 求 ： 1 0 . 以 下 几 条 曲 线 ， 哪 条 对 应 的 计 算 过 程 是 收 敛 的 ？ 1 、 2 、 均 收 敛 ， 1 较 快 收 敛 至 真 实 值 ， 2 收 敛 速 度 较 慢 ， 3 收 敛 至 接 近 于 真 实 值 的 一 个 误 差 值 ， 4 非 单 调 收 敛 至 真 实 值 ， 5 发 散 。 1 1 . 常 见 力 学 问 题 中 ， 哪 些 属 于 C0 问 题 ？ 哪 些 属 于 C1 问 题 ？ 二 者 有 什 么 不 同 ？ 见 题 9 1 2 . 为 什 么 ANSYS等 商 用 软 件 中 只 提 供 最 高 二 阶 的 单 元 ， 而 没 有 更 高 阶 的 单 元 ？ 1 3 . Serendipity单 元 和 Lagrange矩 形 单 元 相 比 ， 其 不 同 点 在 哪 里 ？ 有 什 么 优 点 和 缺 点 ？ 1 4 . 提 高 有 限 元 计 算 精 度 的 三 种 方 法 是 什 么 ？ 进 行 简 要 的 阐 述 。 1 5 . 等 参 变 换 中 的 Jacob矩 阵 有 什 么 物 理 意 义 ？ 其 行 列 式 又 有 什 么 几 何 意 义 ？ 1 6 . 什 么 是 完 全 积 分 、 减 缩 积 分 和 选 择 积 分 ？ 1 7 . 什 么 情 况 下 会 出 现 剪 切 自 锁 问 题 ？ 如 何 解 决 这 个 问 题 ？ 1 8 . 什 么 情 况 下 会 出 现 体 积 自 锁 问 题 ？ 如 何 解 决 这 个 问 题 ？ 1 9 . 为 什 么 有 时 候 需 要 采 用 减 缩 积 分 ？ 减 缩 积 分 可 能 带 来 什 么 问 题 ？ 如 何 解 决 这 个 问 题 ？ 第 4 章 桁 架 结 构 有 限 元 分 析 2 0 . 给 定 一 个 微 分 方 程 ， 如 何 建 立 其 等 效 积 分 形 式 和 等 效 积 分 弱 形 式 ？ 二 者 区 别 在 哪 里 ？ 为 什 么 后 者 在 数 值 分 析 中 得 到 更 多 的 应 用 ？ 2 1 . 不 同 的 加 权 余 量 法 的 区 别 在 哪 里 ？ 什 么 是 加 权 余 量 法 的 伽 辽 金 格 式 ？ 2 2 . 自 然 边 界 条 件 和 强 制 边 界 条 件 的 区 别 是 什 么 ？ 为 何 这 样 命 名 ？ 举 例 说 明 在 应 力 分 析 和 温 度 场 分 析 时 自 然 边 界 条 件 和 强 制 边 界 条 件 分 别 是 什 么 ？ 2 3 . 为 什 么 基 于 最 小 势 能 原 理 的 有 限 元 解 是 下 限 解 ， 即 总 体 位 移 和 真 实 值 相 比 偏 小 ？ 2 4 . 会 手 工 计 算 简 单 的 一 维 杆 件 结 构 ， 如 ： 已 知 p、 a、 b、 EA， 用 有 限 元 计 算 两 端 反 力 及 杆 件 应 力 ： 第 5 章 梁 结 构 有 限 元 分 析 2 5 . 梁 问 题 的 控 制 方 程 和 边 界 条 件 是 什 么 ？ 2 6 . 了 解 用 最 小 势 能 原 理 或 者 Rayleigh-Ritz方 法 求 解 梁 问 题 的 一 般 步 骤 2 7 . 梁 单 元 是 哪 种 类 型 的 单 元 ， C0 还 是 C1 ？ 为 什 么 ？ 2 8 . 建 立 梁 单 元 的 一 般 过 程 2 9 . 什 么 是 结 构 单 元 ？ 什 么 是 实 体 单 元 ？ 举 例 说 明 ？ 在 实 际 使 用 中 如 何 根 据 实 际 情 况 合 理 选 择 单 元 类 型 ？ 第 6 章 板 壳 结 构 有 限 元 分 析 3 0 . 板 问 题 的 控 制 方 程 和 边 界 条 件 3 1 . 板 问 题 的 近 似 求 解 方 法 3 2 . 厚 板 和 薄 板 的 区 别 是 什 么 ？ 3 3 . 什 么 时 候 该 选 择 板 壳 单 元 而 不 是 平 面 单 元 ？ 二 者 有 什 么 区 别 第 7 章 结 构 动 力 学 问 题 有 限 元 分 析 第 8 章 特 征 值 和 稳 定 性 问 题 有 限 元 分 析 3 4 . 特 征 值 分 析 中 的 一 致 质 量 阵 和 集 中 质 量 阵 有 什 么 区 别 ？ 3 5 . 如 何 在 ANSYS中 实 施 特 征 值 分 析 和 稳 定 性 分 析 ？ 第 9 章 热 分 析 及 热 应 力 问 题 有 限 元 分 析 3 6 . 温 度 场 分 析 的 控 制 方 程 和 边 界 条 件 如 何 给 定 ？ 3 7 . 是 否 可 同 时 在 边 界 上 给 定 温 度 和 热 流 ？ 3 8 . 建 立 温 度 场 分 析 有 限 元 格 式 的 一 般 步 骤 是 什 么 ？ 3 9 . 考 虑 热 应 力 的 结 构 分 析 和 不 考 虑 热 应 力 时 主 要 区 别 在 哪 里 ？ 4 0 . 热 力 耦 合 分 析 时 强 耦 合 和 弱 耦 合 分 别 是 什 么 意 思 ？ 如 何 实 施 ？