请问有限元方法的基本原理是什么,请问,有限元分析的步骤是?

2020-11-26 12:02:34 字数 4350 阅读 6340

1楼:angela韩雪倩

有限元方法的基本原理:将连续的求解域离散为一组单元的组合体,用在每个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数,近似函数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的数值插值函数来表示。从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。

将连续的求解域离散为一组单元的组合体,用在每个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数,近似函数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的数值插值函数来表达。从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。

2楼:匿名用户

有限元就是有限单元法,就是建一个连续体,分散成有限个单元,所以此时是连续域变成了有限域。那么这种解法呢,是一种数值方法,利用计算机进行处理。对于每个单元对应一种特定的差值函数,现有利于计算机进行求解。

请问学习fluent,cfd,cfx,这样的有限元分析软件,需要先有什么理论基础,先看什么书?

3楼:刘智远

你看的只是本科流体力学吧,湍流那部分看看高等流体力学就好了

有限元不用看,直接看cfd理论,加上流体力学的知识完全就够了。

请问,有限元分析的步骤是?

4楼:伏晟

有限元建模与分析

有限元分析(fea)是一种**结构的偏移与其它应力影响的过程,有限元建模(fem)将这个结构分割成单元网格以形成实际结构的模型,每个单元具有简单形态(如正方形或三角形)。这样有限元程序就有了可写出在刚度矩阵结构中控制方程方面的信息。每个单元上的未知量就是在节点上的位移,这个点就是单元元的连接点。

有限元程序将这些单个单元的刚度矩阵组合起来以形成整个模型的总刚度矩阵,并给予已知力和边界条件来求解该刚度矩阵以得出未知位移,从节点上位移的变化就可以计算出每个单元中的应力。

有限单元由假定的应变方程式导出,有些单元可假设其应变是常量,而另外一些可采用更高阶的函数。利用给定单元的这些方程和实际几何体,则可以写出外力和节点位移之间的平衡方程。对于单元的每个节点来说,每个自由度就有一个方程,这些方程被十分便利地写成矩阵的形式以用于计算机的演算中,这个系数的矩阵就变成了一个显示出力对位移的关系的刚度矩阵:

=[k]、

尽管求知量处于离散的自由度,内部方程仍被写成表述为连续集的应变函数。这就意味着如果选择了正确单元的话,纵然这个有限元模型有一组离散的方程,只要用有限的节点和单元也可以收敛出正确的答案。

有限元模型是解决全部结构问题的完全理想的模型。这些问题包括节点的定位,单元 ,物理的和材料的特性,载荷和边界条件,根据分析类型的不同,如静态结构载荷,动态的或热力分析,这个模型就确定得不同。

一个有限元模型常常由不止一种单元类型来建立,有限元模型是以结构的偏移来建立成数学模型,而不只是在外观上象原结构。也许某个零件用梁单元最好,而另外的零件则可能用薄壳单元最理想。

对于给定的问题来讲,求解结果的准确性将取决于结构建模的好坏,负载和边界条件的确定,以及所用单元的精度。

一般来讲,如模型细分更小的单元,则求解将更准确。了解你在最终的求解结果上有充分收敛的唯一确信的方法是用更细网格的单元来建立更多的模型,以检查求解结果的收敛性。

新的有限元用户经常产生想象上的错误,即建立一个有限元模型的目的是建立一个看起来象这种结构的模型。有限元建模的目的是建立一个从数学意义是“相似”的模型,而不是一个外观相似的模型。一个有经验的使用者学会了怎样选择单元的正确类型,和在模型的不同区域中怎样来细分网格。

一个经常忽略的错误根源是在一个模型中的负载和边界条件上进行了错误的假设。同时也很轻易地相信一个有限元模型的每个十进位的结果。以及忘掉了在负载和边界条件上粗糙的假设。

如果有一个关于怎样建立边界条件模型的问题的话,宁可用你的模型以不同的方法去测试其灵敏度,而不是仅遵循一种方法,得出一种答案,

这就是说:“分析的目的在于洞察力而不是数量”。

有限元步骤

三个步骤:前处理(preprocession),求解(solution),后处理(postprocession)

前处理包括产生一个有限元模型的几何体的全过程,输入物理特性,描述边界条件和载荷,以及检查模型。

求解过程在i-deas simulation的模型求解模块中进行,或在一个外部有限元分析程序中进行。i-deas求解能够解答线性和非线性的,静态的,动态的,屈曲,热传导和势位能分析问题。至于其它类型的分析,有限元模型信息 对于一个外部有限元求解问题可写成所要求的格式,如msc。

nsatran,ansys,abaqus等。

后处量包括标绘出偏移和应力,利用失效准则,诸如允许的最大偏移,材质的静态和疲劳强度等等来比较这些结果,假如我们仅仅想知道零件是否能经受住载荷试验。所有我们需要看到的只是一个是或否的答案,这不是通常那种情况。我们喜欢有能力去看到不同形式显示的结果,这样我们以判断力来判断为什么零件失效和怎样去改进设计。

有两个问题在后处理阶段必须作出解答,那就是:模型准确吗?结构满意吗?

在你的模型中,可能有许多错误的根源,例如,有限元网格的粗糙,所用单元的类型,或材料性质的不准确性。这就是为什么后期处理将包括检查那些在建立模型时不可能发觉的错误。你必须进行的一个基本的检查是用某些人工的计算法使你确信在譬如在输入材料性质时,小数点的位置不会发生任何显著的错误,也建议你在观察应力前标绘出位移,因为位移通常比应力更为直观。

在继续程序前确认变形的形态正确无误。边界条件中常的错误可通过细心观察变形形态检测出,诸如某点该动而不动,或被约束的点有不合适的斜度等,在你建模的结构方面作出判断之前确保你的模型免除错误。!

5楼:匿名用户

前处理,求解,后处理。

各自的作用就是:

前处理把一个具体的物理问题转化为计算机用有限元方法能处理的问题,包括模型的简化、抽象,有限元网格的建立,材料,边界条件等等。

求解就是让电脑算。

后处理就是把电脑算的结果转化为人能读懂的各种信息,包括数据、云图、动画等等。

就好比你要做个东西,你把尺寸、功能、材料等等告诉工厂,工厂做好了把产品给你。

请问有限元方法中是怎么通过位移计算应力和应变的

6楼:贵同书琴冬

弹性力学有21个基本方程:诸如应变

位移方程,应力应变关系(胡克定律),平衡方程,力和位移边界条件,等等。

不管什么有限元软件通过位移法解出位移函数u,v,w之后利用应变函数ε-uvw之关系解出

9个应变张量,进而利用hook定律算出

9个应力张量。

请问有限元分析用哪个软件最好?

7楼:匿名用户

有限元分析就用ansys和abaqus这两个用的最广!什么ug,ideas,proe,sw都不专业!

8楼:匿名用户

最好的软件就是你最会用的软件,功能上各个软件都差不多;都能算出同样的结果。

9楼:匿名用户

元计算科技发展****的fepg是国产的有限元分析软件。

10楼:白藉贯曼寒

基本大多属微机控制和低压电器控制方面的,我的几个同学是学这个专业的,毕业几年了,在大公司搞plc程序编程较多,当然设计现场调试也有,是个应用型的!

要学有限元分析软件的话,建议matlab比较适合,当然主流的ansys算是老大了,对你专业接近的电磁、流固耦合方面可以,具体ansoft随被其收购,但最新版本还没融合,对电磁方面分析很强大。

11楼:覃学家康乐

简单的分析

,ug,pro-e,catia都是可以的。要是复杂分析的话看你应用的场合了。固体分析的话就是ansys和abaqus,如果是强非线性过程的话那就首选abaqus。

流固耦合问题是adina和abaqus,不过推荐adina。流体分析的话是flunt。电场分析推荐ansys。

这些软件都不太好学,如果你要用abaqus的话建议去买石益平的书,都很不错的。

请问书店里关于 “有限元分析"的书都放在**??? 10

12楼:半条老命

一般书店是没有,只有当地图书馆可能会收藏,还有就是大学图书馆

大侠,请问adams可以进行有限元分析吗??可以的话,望给些资料,万分感谢!!

13楼:这世界笑翻了

ansys 有限元分析 adams只做运动分析 没有有限元模块

14楼:匿名用户

不能,adams是动力学**软件

请问要学习好有限元分析,交流一下学习心得,需要哪些基础课程? 20

15楼:匿名用户

个人观点,仅供参考:

(1)有限元属于弹性力学分析方法。

(2)主要是微积分和工程力学基础。