对有限元方法的认识
有限元方法的基本原理

有限元方法的基本原理
有限元方法是一种数值分析方法,用于求解复杂结构的力学问题。
其基本原理如下:
1. 将结构离散化:首先将结构分割成许多小的单元(有限元),每个单元可视作一个简单的结构部件。
这样可以将原始连续结构的复杂问题简化为每个小单元的简单问题。
2. 定义弯曲关系:对每个单元建立力学模型,包括定义材料的弹性模量、泊松比、截面积等力学性质参数。
3. 建立单元的位移方程:利用有限元方法,采用适当的形函数,建立每个单元的位移方程,一般为不定位移分析。
4. 组装全局方程:将所有单元的位移方程组装成整个结构的全局方程。
5. 求解方程组:通过数值方法(如高斯消元法、迭代法等),求解结构的位移和应力等力学量。
6. 分析结果:根据结构的位移和应力等力学量,可对结构的强度、刚度、振动等进行分析和评价。
有限元方法的基本原理是将复杂结构的力学问题通过离散化处理,化为易于计算的小单元问题,再通过数值方法求解整个结构的力学行为。
有限元法概述

大型商用的FEM通用软件分类
目前已经出现了许多大型结构分析通用软件,最早的 是美国国家宇航局(NASA)在1956年委托美国计算科学 公司和贝尔航空系统公司开发的ANASTRAN有限元分析 系统,该系统发展到现在已有几十个版本。此外,比较知 名的有限元分析软件还有德国的ASKA,英国PAFEC,法 国AYATUS,美国ABAUS、ADNA、ANSYS、BERSAF E、BOSOR、COSMOS、ELAS、MARC、STARNYNE 等。下面仅介绍几种当前比较流行的有限元软件。 (1) ANSYS。 ANSYS是融结构、流体、电场、磁 场和声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。其主要 特点是具有较好的前处理功能,如几何建模、网络划分、
电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦分 析,可以模拟多物理介质的相互作用,具有灵敏度分析 及优化分析能力;后处理的计算结果有多种显示和表达 能力。ANSYS软件系统主要包括ANSYS/Mutiphysics 多物理场仿真分析工具、LS-DYNA显示瞬态动力分析 工具、Design Space设计前期CAD集成工具、Design Xploere多目标快速优化工具和FE-SAFE结构疲劳耐久 性分析等。ANSYS已在工业界得到较广泛的认可和应 用。
现代设计理论及方法
有限元分析法
(Finite Element Analysis , FEA)
概述
1、有限元法简介
有限元法是求解数理方程的一种数值计算方法,是将 弹性理论、计算数学和计算机软件有机结合在一起的一种 数值分析技术,是解决工程实际问题的一种有力的数值计 算工具。 目前,有限单元法在许多科学技术领域和实际工程问 题中得到了广泛的与应用,如,机械制造、材料加工、航 空航天、土木建筑、电子电气、国防军工、石油化工、船 舶、铁路、汽车和能源等,并受到了普遍的重视。 现有的商业化软件已经成功应用于固体力学、流体力 学、热传导、电磁学、声学和生物学等领域,能够求解由 杆、梁、板、壳和块体等单元构成的弹性、弹塑性或塑性 问题,求解各类场分布问题,求解水流管道、电路、润滑、 噪声以及固体、流体、温度间的相互作用等问题。
对有限元的认识

对有限元的认识
有限元是一种用于数值计算和模拟的数学方法,它在工程、科学和计算机科学等领域有着广泛的应用。
有限元的核心思想是将一个复杂的连续体或系统划分为许多小的单元,这些单元通过节点相互连接。
通过对每个单元进行简单的数学分析,可以得到整个系统的近似解。
这种离散化的方法使得对复杂问题的求解变得更加容易和高效。
有限元方法的优点之一是能够处理复杂的几何形状和边界条件。
无论是二维平面问题还是三维空间问题,有限元都可以灵活地适应各种几何结构,并考虑不同的边界条件和载荷情况。
有限元还提供了强大的数值求解能力,可以计算结构的应力、应变、变形和温度分布等物理量。
通过有限元分析,可以预测物体的行为和响应,帮助工程师和科学家进行设计优化、故障分析和性能评估。
此外,有限元软件的发展使得有限元的应用变得更加便捷和高效。
这些软件提供了友好的用户界面和可视化工具,使得用户能够轻松地建立模型、施加边界条件和进行后处理分析。
然而,有限元方法也存在一些局限性,例如对复杂问题的计算成本较高、对模型的准确性和可靠性要求较高等。
因此,在应用有限元方法时,需要合理选择单元类型、网格密度和求解算法,以确保计算结果的准确性和有效性。
总的来说,有限元是一种非常重要的数值分析方法,它为工程师、科学家和研究人员提供了强大的工具来解决复杂的实际问题。
随着计算技术的不断发展,有限元方法将在各个领域继续发挥重要的作用。
有限元方法简介

有限元方法在工程中的应用
有限元方法是一种数值分析方法,它将复杂的几何形状和物理系统转化为离散的网格,并对网格上的未知量进行求解,从而达到数值求解的目的。
随着计算机技术的不断发展,有限元方法得到了广泛的应用,尤其是在工程领域。
在工程中,有限元方法被广泛应用于结构力学、热传导、动力学、量子力学等领域。
在结构力学中,有限元方法可以用来分析结构的力学特性,比如拉伸、压缩、弯曲等。
在热传导领域中,有限元方法可以用来分析热传导现象,比如材料热传导、流体热传导等。
在动力学领域中,有限元方法可以用来分析物体的运动和动力学特性,比如刚体运动、振动等。
在量子力学领域中,有限元方法可以用来分析量子力学现象,比如电子输运、固体材料特性等。
除了上述应用领域,有限元方法还被广泛应用于材料科学、光学、声学、流体力学等领域。
可以说,有限元方法已经成为了工程分析的常用工具,在未来的发展中,它将继续发挥着重要的作用。
总结起来,有限元方法是一种先进的数值分析方法,它在工程领域中有着广泛的应用,是工程分析的常用工具。
随着计算机技术的不断发展,有限元方法将继续发挥着重要的作用,为工程领域的发展做出更大的贡献。
有限元法介绍

通俗地说,有限元法就是一种计算机模拟技术,使人们能够在计算机上用软件模拟一个工程问题的发生过程而无需把东西真的做出来。
这项技术带来的好处就是,在图纸设计阶段就能够让人们在计算机上观察到设计出的产品将来在使用中可能会出现什么问题,不用把样机做出来在实验中检验会出现什么问题,可以有效降低产品开发的成本,缩短产品设计的周期。
有限元法也叫有限单元法(finite element m ethod, FEM),是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种弹性力学问题的数值求解方法。
五十年代初,它首先应用于连续体力学领域—飞机结构静、动态特性分析中,用以求得结构的变形、应力、固有频率以及振型。
由于这种方法的有效性,有限单元法的应用已从线性问题扩展到非线性问题,分析的对象从弹性材料扩展到塑性、粘弹性、粘塑性和复合材料,从连续体扩展到非连续体。
有限元法最初的思想是把一个大的结构划分为有限个称为单元的小区域,在每一个小区域里,假定结构的变形和应力都是简单的,小区域内的变形和应力都容易通过计算机求解出来,进而可以获得整个结构的变形和应力。
事实上,当划分的区域足够小,每个区域内的变形和应力总是趋于简单,计算的结果也就越接近真实情况。
理论上可以证明,当单元数目足够多时,有限单元解将收敛于问题的精确解,但是计算量相应增大。
为此,实际工作中总是要在计算量和计算精度之间找到一个平衡点。
有限元法中的相邻的小区域通过边界上的结点联接起来,可以用一个简单的插值函数描述每个小区域内的变形和应力,求解过程只需要计算出结点处的应力或者变形,非结点处的应力或者变形是通过函数插值获得的,换句话说,有限元法并不求解区域内任意一点的变形或者应力。
大多数有限元程序都是以结点位移作为基本变量,求出结点位移后再计算单元内的应力,这种方法称为位移法。
有限元法本质上是一种微分方程的数值求解方法,认识到这一点以后,从70年代开始,有限元法的应用领域逐渐从固体力学领域扩展到其它需要求解微分方程的领域,如流体力学、传热学、电磁学、声学等。
对有限元方法的认识

我对有限元方法的认识1有限元法概念有限元方法(The Finite Element Method, FEM)是计算机问世以后迅速发展起来的一种分析方法。
每一种自然现象的背后都有相应的物理规律,对物理规律的描述可以借助相关的定理或定律表现为各种形式的方程(代数、微分、或积分)。
这些方程通常称为控制方程(Governing equation)。
针对实际的工程问题推导这些方程并不十分困难,然而,要获得问题的解析的数学解却很困难。
人们多采用数值方法给出近似的满足工程精度要求的解答。
有限元方法就是一种应用十分广泛的数值分析方法。
有限元方法是处理连续介质问题的一种普遍方法,离散化是有限元方法的基础。
这种思想自古有之:古代人们在计算圆的周长或面积时就采用了离散化的逼近方法:即采用内接多边形和外切多边形从两个不同的方向近似描述圆的周长或面积,当多边形的边数逐步增加时近似值将从这两个方向逼近真解。
近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高,有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视,已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径,现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算,其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源、科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃。
国际上早在 60 年代初就开始投入大量的人力和物力开发有限元分析程序。
“有限单元”是由Clough R W于1960年首次提出的。
但真正的有限元分析软件是诞生于 70 年代初期,随着计算机运算速度的提高,内、外存容量的扩大和图形设备的发展,以及软件技术的进步,发展成为有限元分析与设计软件,但初期其前后处理的能力还是比较弱的,特别是后处理能力更弱。
到 70 年代中期有限元界的先导就在有限元软件中引入了图形技术及交互式操作方式,使有限元的前后处理进入一个崭新的历史阶段。
此时,用户就可以从繁琐的数据中解放出来。
有限元分析方法

有限元分析方法有限元分析是一种工程数值分析方法,它通过将复杂的结构分割成许多小的有限元素,然后利用数学方法对这些元素进行计算,最终得出整个结构的应力、变形等物理量。
有限元分析方法在工程设计、材料研究、结构优化等领域有着广泛的应用。
有限元分析方法的基本思想是将一个连续的结构分割成有限个小的单元,每个单元都是一个简单的几何形状,比如三角形、四边形等。
然后在每个单元内部建立一个数学模型,利用数学方法对这些单元进行计算,最终将它们组合起来得到整个结构的应力、变形等物理量。
有限元分析方法的核心是建立数学模型。
在建立数学模型的过程中,需要考虑结构的材料性质、边界条件、加载情况等因素。
通过合理地选择单元类型、网格划分、数学模型等参数,可以得到准确的分析结果。
有限元分析方法的优点之一是可以处理复杂的结构。
由于有限元分析方法将结构分割成小的单元,因此可以处理各种复杂的结构,比如曲面、异形、空腔等。
这使得有限元分析方法在工程设计中有着广泛的应用。
另外,有限元分析方法还可以进行结构优化。
通过改变单元类型、网格划分、边界条件等参数,可以对结构进行优化,使得结构在满足强度、刚度等要求的前提下,尽可能地减小材料消耗,降低成本。
当然,有限元分析方法也有一些局限性。
比如,在处理非线性、大变形、大变位等问题时,需要考虑材料的非线性特性、接触、接触、摩擦等效应,这会增加分析的复杂度。
另外,有限元分析方法的结果也受到网格划分、单元类型等参数的影响,需要谨慎选择这些参数。
总的来说,有限元分析方法是一种强大的工程数值分析方法,它在工程设计、材料研究、结构优化等领域有着广泛的应用。
通过合理地建立数学模型、选择合适的参数,可以得到准确的分析结果,为工程设计和科学研究提供有力的支持。
有限元方法是一种什么方法

有限元方法是一种什么方法有限元方法(Finite Element Method,FEM)是一种数值计算方法,用于求解连续体力学和电磁学等领域中的复杂问题。
它是一种将实际问题离散化成有限个简单的小元素的方法,通过对这些小元素进行数值计算,来逼近真实问题的方法。
有限元方法已广泛应用于工程和科学计算中,具有高精度、灵活性和适应性强等特点,能解决各种类型的物理问题。
有限元方法的基本思想是将要求解的区域划分成许多小的子区域,即有限元,然后对每个小区域进行近似计算,再将它们组合在一起得到整个区域的近似值。
对于每个小区域,通过引入适当的数学模型和适当的数学函数(形函数),可以得到一个偏微分方程的近似解。
然后将这些小区域的近似解拼接在一起,得到整个区域的近似解。
具体来说,有限元方法的步骤包括:离散化、建立有限元模型、得到结构的刚度矩阵和荷载向量、求解代数方程组、计算结构的应力和变形、对结果进行验证。
离散化是有限元方法的第一步,即将实际问题的连续域划分成有限个小元素,这些元素通常是简单的几何形状,如三角形、四边形等。
每个小元素内部可以被视为是均匀的,从而可以通过使用数学模型来描述其行为。
这些小元素按照一定的方式连接在一起,形成一个离散化的网格。
建立有限元模型是指在离散化的基础上,建立一个数学模型来近似描述实际问题。
这个模型通常是基于力学原理和材料性质建立的,包括应力-应变关系、材料力学模型等。
通过选择适当的数学函数(称为形函数),可以得到要求解的偏微分方程的近似解。
得到结构的刚度矩阵和荷载向量是有限元方法的核心。
在有限元模型中,每一个小元素都具有一些自由度,例如位移、旋转等。
通过积分方程得到每个小元素的刚度矩阵和荷载向量,并且根据网格的排列来组装整个系统的刚度矩阵和荷载向量。
然后,求解代数方程组是有限元方法的关键一步。
在得到结构的刚度矩阵和荷载向量后,可以表示为Ax=b的代数方程组,其中A是刚度矩阵,x是未知位移,b是已知荷载向量。
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我对有限元方法的认识1有限元法概念有限元方法(The Finite Element Method, FEM)是计算机问世以后迅速发展起来的一种分析方法。
每一种自然现象的背后都有相应的物理规律,对物理规律的描述可以借助相关的定理或定律表现为各种形式的方程(代数、微分、或积分)。
这些方程通常称为控制方程(Governing equation)。
针对实际的工程问题推导这些方程并不十分困难,然而,要获得问题的解析的数学解却很困难。
人们多采用数值方法给出近似的满足工程精度要求的解答。
有限元方法就是一种应用十分广泛的数值分析方法。
有限元方法是处理连续介质问题的一种普遍方法,离散化是有限元方法的基础。
这种思想自古有之:古代人们在计算圆的周长或面积时就采用了离散化的逼近方法:即采用内接多边形和外切多边形从两个不同的方向近似描述圆的周长或面积,当多边形的边数逐步增加时近似值将从这两个方向逼近真解。
近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高,有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视,已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径,现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算,其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源、科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃。
国际上早在 60 年代初就开始投入大量的人力和物力开发有限元分析程序。
“有限单元”是由Clough R W于1960年首次提出的。
但真正的有限元分析软件是诞生于 70 年代初期,随着计算机运算速度的提高,内、外存容量的扩大和图形设备的发展,以及软件技术的进步,发展成为有限元分析与设计软件,但初期其前后处理的能力还是比较弱的,特别是后处理能力更弱。
到 70 年代中期有限元界的先导就在有限元软件中引入了图形技术及交互式操作方式,使有限元的前后处理进入一个崭新的历史阶段。
此时,用户就可以从繁琐的数据中解放出来。
到了 80 年代,随着 PC 机的发展,有限元程序开始从大中型计算机向小型、微型机上移植,并努力保持有限元软件在各种硬件平台上具有完全统—的用户界面。
进入九十年代后,随着计算机软硬件的飞速发展,线性、非线性有限元分析方法的日趋完善,有限元分析已从小规模线性问题转向大规模线性、非统性分析,从单个物理场分析转向多种物理场之间耦合的大规模线性、非线性分析。
目前,国外大型通用有限元软件基本上是一个功能强大灵活的设计分析及优化软件包。
它可浮动运行于从 PC 机、NT 工作站、 UNIX 工作站直至巨型机的各类计算机及操作系统中,数据文件在其所有的产品系列和工作平台上均兼容。
有限元法,是一种求解数学、物理问题的数值方法。
其思想是将原结构划分为许多单元,用这些离散单元的集合体代替原结构,用近似函数表示单元内的真实场变量,从而给出离散模型的数值解。
在众多数学家的共同努力下,这种方法摆脱了各种各样的工程背景而成为一种具有普遍意义的数学方法。
从选择未知量的角度看,有限元方法分为三类:位移法,力法和混合法。
因位移法条理清晰,易于实现计算自动化,故应用较广。
2有限元法的基本步骤有限元方法,其基本思路和解题步骤可归纳为:(1)建立积分方程,建立与微分方程初边值问题等价的积分表达式。
(2)区域单元剖分,根据求解区域的形状及实际问题的物理特点,将区域剖分为若干相互连接、不重叠的单元。
(3)确定单元基函数,根据单元中节点数目及对近似解精度的要求,选择满足一定插值条件的插值函数作为单元基函数。
(4)单元分析,获得含有待定系数(即单元中各节点的参数值)的代数方程组——单元有限元方程。
(5)总体合成,在得出单元有限元方程之后,将区域中所有单元有限元方程按一定法则进行累加,形成总体有限元方程。
(6)边界条件,边界条件分为本质边界条件、自然边界条件、混合边界条件。
自然边界条件:一般在积分表达式中可自动得到满足。
本质边界条件和混合边界条件:需按一定法则对总体有限元方程进行修正满足。
(7)解有限元方程,根据边界条件修正的总体有限元方程组,是含所有待定未知量的封闭方程组,采用适当的数值计算方法求解,可求得各节点的函数值。
简单来说,有限元的基本步骤为:结构离散,单元分析,总体分析,数值求解。
3有限元模型建立、网格划分及求解3.1有限元模型建立有限元模型的建立可分为直接法和间接法(也称实体建模)。
直接法是直接根据机械结构的几何外形建立节点和元素,此法仅仅适用于简单的或有特殊要求的结构系统。
简单结构如上图间接法是通过点、线、面、体积,先建立几何模型,再进行实体网格划分,以完成有限元模型的建立过程。
大部分的有限元分析模型都用实体模型建模。
ANSYS以数学的方式表达结构的几何形状,用于在里面填充节点和单元。
此法首先要建立几何实体,故又称实体建模。
从最低阶到最高阶,ANSYS实体建模图元的层次关系为:●关键点(Keypoints);●线(Lines);●面(Areas);●体(Volumes);如果低阶的图元连在高阶图元上,则低阶图元不能删除。
实体建模的建立方法有:1. 由下往上法(bottom-up Method)由建立最低单元的点到最高单元的体积,即建立点,再由点连成线,然后由线组合成面积,最后由面积组合建立体积;2. 由上往下法(top-down method)及布尔运算命令一起使用。
此方法直接建立较高单元对象,其所对应的较低单元对象一起产生,对象单元高低顺序依次为体积、面积、线段及点。
然后利用布尔运算为对象相互加、减、组合等以得到实体。
多数情况下,实体建模是这两种方法混合使用。
3.2有限元网格划分几何实体模型并不参与有限元分析。
所有施加在几何实体边界上的载荷或约束必须最终传递到有限元模型上(节点或单元上)进行求解。
用有限元进行结构分析时,首先应该对结构的几何模型进行网格划分。
由几何模型创建有限元模型的过程叫作网格划分(meshing)。
当计算方法和边界条件确定以后,几何模型网格划分好坏,直接影响计算结果的准确性。
通常有这样的说法:边界条件决定计算结果正确与否;网格划分决定计算结果的精确程度。
因此,几何模型网格划分是有限元结构分析的重要环节。
网格划分可以从以下几个方面考虑。
(1)单元类型对于梁结构,在两个节点之间可根据需要划分多个单元。
但要注意:如果想得到中间节点的挠度,需将梁结构划分偶数等分。
对于拉杆、拉索,在两个节点之间,一定不要再划分单元,即两节点之间只用一个单元,如果划分几个单元反而不能描述拉杆、拉索的真实变形。
对于面或体结构网格划分时,尽量采用高精度单元,不采用常应变单元。
如果为了模拟复杂边界,对于平面尽量采用6节点三角形单元或8节点四边形单元,不采用3节点三角形单元或4节点四边形单元;对于四面体尽量采用10节点单元,不采用4节点单元;对于五面体尽量采用9节点单元或15节点单元,不采用6节点单元;对于六面体尽量20节点单元,不采用8节点单元。
当然这些情况应该具体问题灵活处理,并不是绝对固定的。
(2)面或体单元形态1)网格划分时,单元面内角度的变化用扭曲度描述,它代表了单元面内的扭转和面外翘曲程度。
不同单元的扭曲度不同,其值由经验确定。
2)网格划分时,单元各边之间的比例不能太大,对于线性单元(例如:4节点四边形单元、8节点六面体单元等)要求小于3;对于二次单元(例如:8节点四边形单元、20节点六面体单元等)要求小于10等等。
(3)面或体单元大小标准单元的边长通常以几何模型的最小尺寸确定,即如果几何模型的厚度是结构的最小尺寸,那么标准单元的边长至少应与这个厚度相当。
高应力区和应力集中区的单元应该细分,单元大小取决于计算精度要求。
(4)面或体单元过渡1)从小单元到大单元过渡时,应使同一节点所连接的单元不致相差太大,避免突然过渡现象。
通常用计算结果调整,保证同一节点所连接的单元精度值至少在0.1以下。
单元精度值根据单元内节点应力与节点平均应力的误差计算。
2)难于过度处最好使用过渡单元,过渡单元的使用要比用同一单元勉强过渡的计算结果要好。
例如:对于复杂体结构间的过渡,最好使用“金子塔”单元过渡。
(5)面或体转接部位的单元几何模型圆角过渡处的单元划分,根据弧长对应的圆心角和半径确定,对于半径为3mm左右、圆心角大于90度的转接弧长,通常至少要划分3~4个单元。
(6)高应力区的单元对高应力区,要进行网格细分应力稳定性计算。
即采用多次局部网格细分并进行计算,当前、后两次计算结果满足所需的精度要求时(通常要求小于0.03)确定网格。
总之,几何模型网格划分时,要在单元类型、单元形态、单元大小、单元过渡和局部应力稳定等方面下功夫,才能满足工程上的精度要求,达到预期的结果。
网格划分有三步:第一步:定义单元属性。
单元有下列属性:单元类型TYPE、实常数REAL、材料属性MAT。
单元类型选项决定如下的单元特性:1)自由度 (DOF)设置;例如,一个热单元类型有一个自由度:TEMP,而一个结构单元类型可能有6个自由度: UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ;2)单元形状——块,四面体, 四边形,三角形等;3)维数——2-D (仅有X-Y 平面), 3-D;4)假定的位移形函数——线性及二次。
注意:单元类型选择错误,结果肯定是错误的。
实常数用于描述那些由单元几何模型不能完全确定的几何形状。
例如:1)梁单元是由连接两个节点的线来定义的,这只定义了梁的长度。
要指明梁的横截面属性,如面积和惯性矩,就要用到实常数;2)壳单元是由四面体或四边形来定义的,这只定义了壳的表面积,要指明壳的厚度,必须用实常数;3)许多 3-D 实体单元不需要实常数,因为单元几何模型已经由节点完全定义。
材料属性是定义材料的性质或参数。
如EX,NUXY、应力-应变关系等。
第二步:定义网格控制。
设计网格划分的参数,主要是定义边界元素的大小和数目。
这一步非常重要,将影响分析时的正确性和经济性。
网格细也许会得到很好的结果,但会占用大量的分析时间,有时候,网格过细会造成不同网格划分时连接困难。
因此需要在正确性和经济性之间找到平衡。
解决的办法是确定网格数对计算结果的影响趋势,然后选择合适的元素大小。
另外就是定义网格的形状如三角形、四边形和形式如自由网格还是映射网格等。
第三步:产生网格。
当实体模型建好并划分网格后,需要对模型加载与施加边界条件。
加载方式有两种:直接在几何实体模型加载与在节点和单元上加载。
直接在实体模型加载有以下优点:1. 操作比较方便;2. 几何模型独立于有限元网格,重新划分网格或局部网格修改时不影响载荷。
无论怎样加载,ANSYS求解器自动将载荷转化到有限元模型上。
3.3有限元模型求解在求解初始化前,应进行分析数据检查,包括下面内容:1)统一的单位;2)单元类型和选项;3)材料性质参数:考虑惯性时应输入材料密度;热应力分析时应输入材料的热膨胀系数;4)实常数 (单元特性);5)单元实常数和材料类型的设置;6)模型中不应存在的缝隙;7)节点坐标系;8)集中、体积载荷;9)面力方向;10)温度场的分布和范围;11)热膨胀分析的参考温度 (与 ALPX 材料特性协调)。