有限元理論及編程
關(guān)注創(chuàng)建者：陸仁嘉_技術(shù)點(diǎn) 創(chuàng)建時(shí)間：2015-11-26
有限元理論及編程的視頻教程
深入淺出有限元2-非線性：基礎(chǔ)理論->Abaqus操作->編程實(shí)現(xiàn)
（一）課程簡(jiǎn)介 深入淺出有限元系列課程采用： ? 1.PPT基礎(chǔ)理論講解 ? 2.Abaqus軟件操作演示 ? 3.matlab編程演示和學(xué)員本機(jī)練習(xí) 三者結(jié)合的方式將復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)有限元通過簡(jiǎn)單直觀的方式幫助大家入門，并利用用戶自定義單元UE深入了解理論和商業(yè)軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理。
￥100 6小時(shí)53分鐘 2184播放
查看
深入淺出有限元及Abaqus的UEL 1-線性：基礎(chǔ)理論->Abaqus操作->編程實(shí)現(xiàn)
（一）課程簡(jiǎn)介 深入淺出有限元課程采用： 1.PPT基礎(chǔ)理論講解 2.Abaqus軟件操作演示 3.matlab編程演示和學(xué)員本機(jī)練習(xí) 三者結(jié)合的方式將復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)有限元通過簡(jiǎn)單直觀的方式幫助大家入門，并利用用戶自定義單元UEL深入了解理論和商業(yè)軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理。
￥10 5小時(shí)45分鐘 10660播放
查看
Matlab有限元編程從入門到精通40講：快速獲得各典型有限元案例的Matlab代碼
【課程介紹】MATLAB有限元編程專題課，以案例驅(qū)動(dòng)，面向編程實(shí)戰(zhàn)。有限元理論講解依托實(shí)際案例，代碼逐行精講剖析有限元算法。案例涉及靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和傳熱學(xué)等問題的有限元求解。涉及的單元有桿單元，梁?jiǎn)卧切螁卧倪呅螁卧鍤ぃ拿骟w/六面體實(shí)體單元等等，非線性問題涉及材料非線性、幾何非線性、接觸非線性等非線性問題！
￥499 20小時(shí)26分鐘 3036播放
查看
有限元理論及編程的實(shí)例教程
點(diǎn)擊試看《Matlab有限元編程從入門到精通》。
有限元資料網(wǎng)盤鏈接.txt
點(diǎn)擊試看《Matlab有限元編程從入門到精通》
本課程為matlab有限元編程專題課，課程主要以案例的形式進(jìn)行講解，中間會(huì)穿插案例中所涉及到的有限元基本理論，案例不局限于力學(xué)問題的有限元求解，還會(huì)涉及傳熱學(xué)、電學(xué)等問題的有限元求解。
因?yàn)楣腆w力學(xué)領(lǐng)域我最熟悉，所以我們從固體力學(xué)開始，所涉及的單元有桿單元，梁?jiǎn)卧矫嫒切螁卧“鍐卧癜鍐卧拿骟w實(shí)體單元等等，力學(xué)問題有靜力學(xué)問題，也有動(dòng)力學(xué)問題，后期還會(huì)涉及材料非線性、幾何非線性、接觸非線性等非線性問題，內(nèi)容豐富，不斷更新完善。
此外，筆者為所有訂閱用戶提供知識(shí)圈答疑服務(wù)和VIP用戶交流群。并附贈(zèng)課程相關(guān)資料等（平臺(tái)支持自行開具電子發(fā)票）。
1、你將學(xué)到
快速獲得各典型有限元案例的Matlab代碼；
學(xué)習(xí)并掌握有限元基礎(chǔ)理論；
掌握Matlab編程實(shí)現(xiàn)有限元算法的流程；
掌握多種有限元單元的基本理論Matlab編程實(shí)現(xiàn)過程；
掌握靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、材料非線性、幾何非線性、接觸非線性問題的Matlab編程實(shí)現(xiàn)；
為訂閱用戶提供知識(shí)圈答疑服務(wù)，并建立VIP用戶交流群，后續(xù)可根據(jù)訂閱用戶需求進(jìn)行加餐直播。此外還提供課程對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)資料模型一份。
2、適合哪些人學(xué)習(xí)
理工科院校學(xué)生和教師；
學(xué)習(xí)型仿真設(shè)計(jì)工程師；
Matlab有限元編程興趣愛好者和應(yīng)用者。
作者：SimPC博士
展開 按我們的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為開發(fā)有限元求解器的基礎(chǔ)知識(shí)主要分為三類：數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、力學(xué)，如下圖所示：
在開發(fā)自主CAE軟件的同時(shí)，我們經(jīng)歷了許多實(shí)際仿真工程項(xiàng)目，這為我們積累了很多寶貴的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)。這些項(xiàng)目主要分為兩類：
一類是商業(yè)CAE軟件的二次開發(fā)，這也是最常見的工程項(xiàng)目，通常是根據(jù)客戶需求定制仿真流程，目前二次開發(fā)過的商業(yè)CAE軟件主要由Abaqus、Patran\Nastran和Ansys。從這類項(xiàng)目中一方面可以積累豐富的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，另一方面可以從客戶需求中了解背后的物理問題和相應(yīng)理論，無論是對(duì)知識(shí)的深度還是廣度都有極大的提高。
第二類是專用有限元求解器，通常是針對(duì)某一類特定問題進(jìn)行求解。這一類項(xiàng)目做多了就會(huì)深刻體會(huì)馬克思主義的偉大，從特定問題找出一般規(guī)律。我們軟件的框架也正是基于有限元的基本問題，綜合這些特殊問題來抽象建立的。
1.3 成長是曲折艱難的
1.3.1 編程語言選擇
單純編程語言之間的優(yōu)劣比較是沒有任何意義的，每種編程語言都有長處和短板。一開始，我們選擇編程語言的考慮主要包括以下因素：
1、運(yùn)行速度
盡管如今的計(jì)算機(jī)硬件性能已經(jīng)如此之強(qiáng)悍，有限元求解器需要解決問題的規(guī)模仍然是如此之大以至于我們不得不花費(fèi)如此多的精力去考慮如何讓計(jì)算變得更快。而編程語言運(yùn)行速度就像人類身高這樣的天賦，它決定了計(jì)算速度的上限。在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，F(xiàn)ortran有巨大的優(yōu)勢(shì)，它的編譯器優(yōu)化是其它任何主流編程語言也無法媲美的。如果有人認(rèn)為是C或C++，請(qǐng)放棄這個(gè)錯(cuò)誤觀念，這兩種語言的運(yùn)行速度最終取決于編程能力而不是語言本身，而能夠讓他們與Fortran運(yùn)行速度相差無幾的編程大師應(yīng)該也沒什么精力來搞有限元。
2、易維護(hù)性和易復(fù)用性
不得不說，一提到這兩個(gè)詞，大部分時(shí)間里我們腦袋里首先蹦出的是C++或者是一些別的面向?qū)ο蟮恼Z言，這與我國的編程教學(xué)有關(guān)。
展開 筆者前述
有限元法作為當(dāng)今科學(xué)研究與工程應(yīng)用中被廣泛應(yīng)用的一種數(shù)值方法，受到越來越多人關(guān)注，越來越多學(xué)者與高校學(xué)生也開始從事有限元分析。筆者作為一個(gè)CAE菜鳥，在剛接觸有限元分析時(shí)，有種被有限元虐的體無完膚的凄慘，一個(gè)人摸索，真是處處碰壁，原本打雞血似的學(xué)習(xí)熱情也慢慢冷卻，就這樣持續(xù)一段時(shí)間后，在不斷查看相關(guān)論壇與帖子之后，終于迎來了轉(zhuǎn)機(jī)。
在技術(shù)鄰的帖子里，看到了一些前輩分享的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，了解到學(xué)習(xí)有限元分析，萬萬不能停留在只學(xué)習(xí)軟件操作的層面上，過去的我，因?yàn)闆]有這個(gè)思想指導(dǎo)，忽略了理論的學(xué)習(xí)，導(dǎo)致一直在學(xué)習(xí)案例，雖然跟著視頻可以完整的做出一個(gè)案例，但是在做的過程中，完全不知道為何這么做，為什么這么設(shè)置？原理是什么？久而久之，由于無法自己創(chuàng)造出東西來，就會(huì)被一直的模仿操作消磨掉學(xué)習(xí)興趣與耐心。所以，我開始接觸一些有限元理論和力學(xué)理論，發(fā)現(xiàn)當(dāng)你有意識(shí)地去完成一個(gè)項(xiàng)目和案例，會(huì)大大提高你的學(xué)習(xí)動(dòng)力和毅力，就這樣，我開始進(jìn)行理論學(xué)習(xí)與操作學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)生活。此帖，主要是我學(xué)習(xí)有限元法的相關(guān)筆記，供大家參考。
如何學(xué)習(xí)有限元
首先，我們要明白，CAE是一種解決復(fù)雜問題的思路，其理論基礎(chǔ)是有限單元法（有限差分法、有限體積法以及邊界元法）等數(shù)值方法，基于這些數(shù)值計(jì)算的理論基礎(chǔ)，我們開發(fā)出來ANSYS、ABAQUS等各種有限元軟件，用于降低我們利用有限元法等數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行分析問題的難度，這意味著他們只是一種工具。所以，如果不懂有限元，學(xué)習(xí)CAE沒有多大意義。會(huì)用軟件只是軟件操作層面，對(duì)學(xué)習(xí)者并沒有太大要求，稍微有點(diǎn)文化或者懂點(diǎn)英文，就能對(duì)著教材或者視頻做完一個(gè)案例，問題是做完之后，絕大部分人甚至都不知道自己在做什么，結(jié)果是什么含義，他們一片茫然，這種學(xué)習(xí)方式，基本上沒有什么用處。
展開 Strain3_3(2,3)+Strain3_3(3,2) Strain3_3(1,3)+Strain3_3(3,1)]';
Stress(1:6,1) = D*Strain;%高斯積分點(diǎn)處應(yīng)變
圖3 變形前后的網(wǎng)格對(duì)比
圖4 位移云圖
此外，為幫助大家更好的入門學(xué)習(xí)Matlab有限元編程分析能力，歡迎大家私信我索要如下 Matlab有限元 資料包。
另外也歡迎大家私信我加入Matlab有限元編程用戶交流群，與我們抱團(tuán)一起學(xué)習(xí)理論、軟件和行業(yè)應(yīng)用我的Matlab有限元編程精品課。點(diǎn)擊此處試看
本課程為matlab有限元編程專題課，課程主要以案例的形式進(jìn)行講解，中間會(huì)穿插案例中所涉及到的有限元基本理論，案例不局限于力學(xué)問題的有限元求解，還會(huì)涉及傳熱學(xué)、電學(xué)等問題的有限元求解。因?yàn)楣腆w力學(xué)領(lǐng)域我最熟悉，所以我們從固體力學(xué)開始，所涉及的單元有桿單元，梁?jiǎn)卧矫嫒切螁卧“鍐卧癜鍐卧拿骟w實(shí)體單元等等，力學(xué)問題有靜力學(xué)問題，也有動(dòng)力學(xué)問題，后期還會(huì)涉及材料非線性、幾何非線性、接觸非線性等非線性問題，內(nèi)容豐富，不斷更新完善。此外，筆者為所有訂閱用戶提供知識(shí)圈答疑服務(wù)和VIP用戶交流群。并附贈(zèng)課程相關(guān)資料等（平臺(tái)支持自行開具電子發(fā)票）。1、你將學(xué)到
快速獲得各典型有限元案例的Matlab代碼；
學(xué)習(xí)并掌握有限元基礎(chǔ)理論；
掌握Matlab編程實(shí)現(xiàn)有限元算法的流程；
掌握多種有限元單元的基本理論Matlab編程實(shí)現(xiàn)過程；
掌握靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、材料非線性、幾何非線性、接觸非線性問題的Matlab編程實(shí)現(xiàn)；
為訂閱用戶提供知識(shí)圈答疑服務(wù)，并建立VIP用戶交流群，后續(xù)可根據(jù)訂閱用戶需求進(jìn)行加餐直播。此外還提供課程對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)資料模型一份。
展開 （原創(chuàng)，歡迎轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載請(qǐng)說明出處）
1 概述
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎(chǔ)及在商用有限元軟件的實(shí)現(xiàn)方式，通過
（1） 基礎(chǔ)理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結(jié)合的方式將復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)有限元理論通過簡(jiǎn)單直觀的方式展現(xiàn)出來，同時(shí)深層次的學(xué)習(xí)有限元理論和商業(yè)軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理。
有限元的理論發(fā)展了幾十年已經(jīng)相當(dāng)成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論，只是在實(shí)際應(yīng)用過程中，商用CAE軟件在傳統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上會(huì)做相應(yīng)的修正以解決工程中遇到的不同問題，且各家軟件的修正方法都不一樣，每個(gè)主流商用軟件手冊(cè)中都會(huì)注明各個(gè)單元的理論采用了哪種理論公式，但都只是提一下用什么方法修正，很多沒有具體的實(shí)現(xiàn)公式。商用軟件對(duì)外就是一個(gè)黑盒子，除了開發(fā)人員，使用人員只能在黑盒子外猜測(cè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式。
一方面我們查閱各個(gè)主流商用軟件的理論手冊(cè)并通過進(jìn)行大量的資料查閱猜測(cè)內(nèi)部修正方法，另一方面我們自己編程實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有限元求解器，通過自研求解器和商軟的結(jié)果比較來驗(yàn)證我們的猜測(cè)，如同管中窺豹一般來研究的修正方法，從而猜測(cè)商用有限元軟件的內(nèi)部計(jì)算方法。我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對(duì)較完備的Abaqus來研究內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對(duì)某些問題也會(huì)涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數(shù)學(xué)上其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)由于水平有限可能有許多的理論錯(cuò)誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會(huì)。
展開 
有限元理論及編程的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
有限元理論及編程的最新內(nèi)容
關(guān)鍵詞：熱源，瞬態(tài)，熱傳導(dǎo)，有限元求解器，三角形單元，自研
在《瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元求解器開發(fā)》一文中，我們介紹了自研的二維瞬態(tài)熱傳導(dǎo)求解器。
當(dāng)時(shí)那個(gè)控制方程沒有考慮熱源，邊界條件中只涉及溫度、熱流、對(duì)流。然而在很多問題中，熱源才是最關(guān)鍵的邊界條件，比如電發(fā)熱、化學(xué)反應(yīng)生熱。
熱源的處理
熱源是體熱，相對(duì)應(yīng)的熱流是面熱。兩者處理方式類似，都是根據(jù)單位熱功率值和幾何尺寸計(jì)算熱功率，然后加到控制方程矩陣的右側(cè)
關(guān)鍵詞：CFD，有限元，對(duì)流項(xiàng)，繞流，迎風(fēng)格式，湍流模型
在《流體有限元求解器開發(fā)-不可壓定常流動(dòng)模型》一文中，我們介紹了考慮對(duì)流項(xiàng)的不可壓流動(dòng)求解器的實(shí)現(xiàn)。
然而正如所預(yù)料的那樣，一旦流速高一些，或者粘性小一些，仿真結(jié)果就容易發(fā)散，收斂性成為一大難題。
為了解決這個(gè)問題，CFD大神們想出了各種手段，有的嚴(yán)格按照理論去處理盡力彌合。有的則主打靈感修正，問就是人工粘性、人工擴(kuò)散、人工穩(wěn)定
<h3><strong>【版權(quán)聲明與技術(shù)存證】關(guān)于某型“巷道超前支架”結(jié)構(gòu)有限元分析報(bào)告的公開撤回聲明</strong></h3><p><strong>一、 成果歸屬與授權(quán)撤回</strong></p><p>本文發(fā)布內(nèi)容為本人針對(duì)某型巷道超前支架所做的有限元分析（FEA）階段性成果。</p><p><strong>合作背景說明：</strong> > 合作方：<strong>西安某礦業(yè)學(xué)科背景高校相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)
[圖片]
[圖片]
Abaqus復(fù)合材料鉚接有限元仿真分析2個(gè)月前
Abaqus復(fù)合材料鉚接有限元仿真分析，
上層碳纖維復(fù)合材料，內(nèi)插0厚度cohesive以模擬層間分層，下層AL
自沖鉚接三維模型，動(dòng)態(tài)顯示分析，可提供cae，inp、VUMAT，odb文件，含變形云圖、應(yīng)力云圖，結(jié)果清晰，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)參考！
鎂合金溫軋機(jī)支承輥有限元分析
有限元分析2個(gè)月前
摘要：
本文針對(duì)300mm鎂合金溫軋機(jī)支承輥開展有限元分析，采用ANSYS軟件（經(jīng)典界面）。對(duì)支承輥進(jìn)行靜強(qiáng)度分析，結(jié)果表明：支承輥?zhàn)畲笞冃瘟繛?.467×10^-4mm，滿足板形誤差要求；最大Von Mises應(yīng)力為67.6MPa，低于材料許用應(yīng)力（140~150MPa）。分析發(fā)現(xiàn)支承輥中間位置變形最大，軸頸與輥身接觸處應(yīng)力集中明顯。研究證實(shí)該支承輥設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度要求，為鎂合金溫軋工藝提供了理論依據(jù)
基于ABAQUS的汽車防塵罩有限元分析2個(gè)月前
<p>?</p><p>球頭銷總成是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸掛系統(tǒng)的一個(gè)重要部件，裝在轉(zhuǎn)向拉桿或控制臂上，與轉(zhuǎn)向和懸掛部件連接。它主要由球座、卡箍、防塵罩、壓板和球銷組成，其中最關(guān)鍵的零件為防塵罩，其性能影響到車輛的安全性和操縱性。防塵罩材料為橡膠，在使用過程中會(huì)發(fā)生很大的彈性變形。用一般的二維、三維CAD輔助設(shè)計(jì)無法確定防塵罩的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和形狀，因而無法判斷防塵罩在工作過程中是否有干涉；長期以來都是通過試制樣品后做臺(tái)架試驗(yàn)或路試來驗(yàn)證設(shè)計(jì)
瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元求解器開發(fā)2個(gè)月前
關(guān)鍵詞：瞬態(tài)，熱傳導(dǎo)，有限元求解器，三角形單元
熱傳遞有三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射。就熱傳導(dǎo)問題而言，無論是結(jié)構(gòu)力學(xué)還是流體力學(xué)都會(huì)涉及，兩邊都沒拿它當(dāng)外人。
前面的文章提到過，結(jié)構(gòu)力學(xué)的有限元發(fā)展地非常成熟，大部分的剛度矩陣在文獻(xiàn)里面都推導(dǎo)好了。而流體力學(xué)的很多單元類型的有限元方程，可能需要自行推導(dǎo)完成。在熱傳導(dǎo)問題中，我采用加權(quán)余量法進(jìn)行處理，推導(dǎo)出了符合結(jié)構(gòu)力學(xué)有限元文獻(xiàn)中給出的剛度矩陣
流體有限元求解器開發(fā)-二維斯托克斯方程2個(gè)月前
關(guān)鍵詞：CFD，有限元，三角形單元，罰函數(shù)，粘性流動(dòng)
最近工作室有流體有限元求解器的開發(fā)需求，我在前面講飛機(jī)結(jié)冰的文章提到過，差不多10年前瞎搗鼓過這個(gè)東西。
好多東西都記不清了，先從一些簡(jiǎn)單的流動(dòng)模型入手，做一些恢復(fù)性訓(xùn)練。考慮到我是結(jié)構(gòu)力學(xué)出身，在進(jìn)行流體有限元開發(fā)的時(shí)候，我會(huì)代入結(jié)構(gòu)有限元的視角進(jìn)行分析。
流體也好，固體也好，CFD也好，F(xiàn)EM也好，有很多開源工具、源代碼可以用。
