[理學(xué)]有限單元法簡介(參考版)
2025-01-22 14:47本頁面
【正文】 Institute of Mechanical Engineering and Automation 五 結(jié)后語 2022/2/16 有限單元法簡介 51 。應(yīng)用此方法在對于連續(xù)介質(zhì)問題分析時，首先要將求解域離散化，然后的中心工作是 單元構(gòu)造或者列式分析 。 建議 ： 盡量采用國際單位制 2022/2/16 有限單元法簡介 39 材料特性 ?材料特性是有限元分析必須提供的數(shù)據(jù)，其準(zhǔn)確與否直接影響到計算的精度；必要的時候需通過試驗提供； ?一個復(fù)雜分析中可能包含很多種性質(zhì)截然不同的材料，建模的時候應(yīng)以足夠的關(guān)鍵字以識別； ?很多有限元軟件中，都提供用戶接口，若軟件中沒有現(xiàn)成的材料模型，用戶可以自行添加 2022/2/16 有限單元法簡介 40 載荷 ?有限元軟件中的載荷除了傳統(tǒng)意義的載荷（重力、集中力、溫度、電勢等）外，還包括邊界條件 ?在模型建立之前，應(yīng)該確定所分析模型的工作環(huán)境、作用載荷的種類、大小、方向，作用位置等，這是保證分析正確的前提條件 2022/2/16 有限單元法簡介 41 1求解器 最后，根據(jù)分析問題的類型及要求， 選擇合適的求解器進(jìn)行求解即可。 2022/2/16 有限單元法簡介 35 分析細(xì)節(jié)的考慮 在建立分析模型之前必須制訂好建模方案： – 必須考慮哪些細(xì)節(jié)問題？ – 對稱 /反對稱 /軸對稱？ – 模型中存在應(yīng)力奇異？ – 選用哪種類型的單元？ .線單元 .殼單元 .X－ Y平面單元 平面應(yīng)力或應(yīng)變單元 軸對稱單元 諧單元 .實體單元 .專用單元 .線性單元 /高階單元 /P單元 .四邊形單元 /三角形單元，塊單元 /四面體單元 2022/2/16 有限單元法簡介 36 充分利用結(jié)構(gòu)的對稱性 P P P P P 2022/2/16 有限單元法簡介 37 網(wǎng)格密度 相鄰單元的尺寸盡可能接近 應(yīng)力變化大處單元應(yīng)密集一些。 .一般情況下 ， 激勵頻率低于結(jié)構(gòu)最小固有頻率的 1/3時靜力求解就足夠了 。 進(jìn)入求解器 進(jìn)行求解（設(shè) 定分析步驟 ，輸出變量） 前處理（建模、 材料特性、單元 選擇及網(wǎng)格劃分） 進(jìn)入后處理（變 形圖、等值線 圖，列表顯示 等等后處理） 2022/2/16 有限單元法簡介 30 四、利用有限元軟件進(jìn)行工程分析 利用有限元軟件進(jìn)行工程問題的分析，一般應(yīng)按下列步驟進(jìn)行： （一）、制訂分析方案 需考慮以下幾個方面： 2022/2/16 有限單元法簡介 31 分析領(lǐng)域 幾何體 載荷 物理系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 熱 電磁 2022/2/16 有限單元法簡介 32 分析目標(biāo) 力？ 位移？ 溫度？ 還是其他？ 2022/2/16 有限單元法簡介 33 線性 / 非線性分析 “我的物理系統(tǒng)是在線性還是非線性狀態(tài)下工作？線性求解能滿足我的需要嗎？如果不能，必須考慮哪種非線性特性？” 許多情況和物理現(xiàn)象都要求進(jìn)行非線性計算。 2022/2/16 有限單元法簡介 29 四、利用有限元軟件進(jìn)行工程分析 所有的通用有限元軟件都包括： 前處理、求解器、后處理 三個有邏輯順序的模塊。 ? ? ? ?? ? efN ?? { f } — 單元內(nèi)任意點(diǎn)的位移列矩陣 [N ] — 單元形函數(shù)矩陣 — 單元節(jié)點(diǎn)位移的列矩陣 ??e?2022/2/16 有限單元法簡介 26 三、有限單元法分析步驟 分析單元的力學(xué)特性 利用幾何方程、本構(gòu)
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