有限元分析及其基本分析步驟 附有限元分析基礎教程曾攀下載
有限元分析
有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)利用數學近似的方法對真實物理系統(幾何和載荷工況)進行模擬。利用簡單而又相互作用的元素(即單元),就可以用有限數量的未知量去逼近無限未知量的真實系統。
有限元法基本思想是用一個比較簡單的物理模型,即將連續的求解區域離散為一組有限個,且按一定方式相互聯結在一起的單元的組合體,去代替原有的復雜問題,從而進行求解.
可以通俗的理解為化整為零、化圓為直等,如古代的曹沖稱象和割圓法求圓周率,都很好的體現了離散逼近的思想。
有限元基本分析步驟
教科書版本
01
結構離散
結構離散就是建立結構的有限元模型,又稱為網格劃分或單元劃分,即將結構離散為由有限個單元組成的有限元模型。在該步驟中,需要根據結構的幾何特性、載荷情況等確定單元體內任意一點的位移插值函數。
02
單元分析
根據彈性力學的幾何方程以及物理方程確定單元的剛度矩陣。
03
整體分析
把各個單元按原來的結構重新連接起來,并在單元剛度矩陣的基礎上確定結構的總剛度矩陣,形成如下式所示的整體有限元線性方程:?
{F}=?[K]{δ}?┉┉┉┉┉┉┉┉┉①?
式中{F}是載荷矩陣;[K]是整體結構的剛度矩陣;{δ}是節點位移矩陣。
04
載荷移置
根據靜力等效原理,將載荷移置到相應的節點上,形成節點載荷矩陣。
05
邊界條件處理
對式①所示的有限元線性方程進行邊界條件處理。
06
求解線性方程
求解式①所示的有限元線性方程,得到節點的位移。在該步驟中,若有限元模型的節點越多,則線性方程的數量就越多,隨之有限元分析的計算量也將越大。
07
求解單元應力及應變
根據求出的節點位移求解單元的應力和應變。
08
結果處理與顯示
進入有限元分析的后處理部分,對計算出來的結果進行加工處理,并以各種形式將計算結果顯示出。
不同教材對有限元法步驟劃分有所不同,但其基本內容及原理是一致的,感興趣的朋友繼續深度研究哦~
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