力學與有限元分析的案例
如何從力學概念角度來審視工程結構有限元分析？
力學概念對于有限元分析的指導作用
前文已述及，工程結構有限元分析求解的問題在本質上是力學問題。有限元分析軟件的求解器，本質上是基于有限元方法編制的力學問題的計算程序。
既然有限元分析求解的問題都是力學問題，那么力學概念當然可以為有限元分析的過程提供理論依據和指導。只有把問題的性質搞清楚了，才能調用正確的軟件計算模塊來分析，把問題的求解域和邊界條件弄清楚了，才能正確有效地建立計算模型。
力學概念清楚的軟件用戶
，不僅可以正確地完成分析任務，還可以通過力學概念來避免一些不必要的工作量，并且能夠運用有關的力學概念來驗證分析模型的正確性和有效性。
下面列舉一些力學概念或原理在指導有限元分析中的具體應用。
首先，
彈性理論的一些基本原理對有限元分析及其計算結果的解釋等方面都有指導作用。
根據解的唯一性定理，如果多個分析者計算同一問題時得到不一致的結果，那么這些人中間最多只有一個人的結果是對的。
在彈性理論中，在次要的邊界上可以用圣維南原理，通過靜力等效來簡化應力邊界條件，而這一簡化也同樣為有限元分析中約束和載荷的施加以及結果后處理中剔除加載點附近的應力奇異現象提供了理論依據。
確定邊界條件是有限元分析中的重要一環，在此環節中力學概念同樣可以提供指導。
在確定求解域時，根據平衡條件，可以對整體結構也可選擇結構的任意局部進行分析。因為處于平衡狀態的結構，其各個部分必然都是平衡的。如果選取結構的局部進行分析時，隔離體的邊界條件必須明確且能夠符合實際受力情況。因此，求解域的邊界通常選擇在約束條件比較明確的位置。在計算中常用的對稱性，其實也用到結構力學的對稱性分析的原理。常用的法向對稱包含結構對稱、載荷約束對稱或者結構對稱、載荷約束反對稱兩種情況。
展開 Mimics的有限元應用
這篇文章主要來講講Mimics怎樣應用于生物力學的有限元分析，這個也是現在很多人比較關心的。
很多人或許都有這樣的誤解，認為Mimics是有限元分析軟件，這是個錯誤的認識。Mimics只是提供了斷層掃描圖片到生物力學分析的橋梁，而不是一個求解器。做生物力學有限元分析，首先要解決是的模型的問題，接下來是賦材質的問題。為什么要解決這兩方面的問題呢？
要進行生物力學有限元分析首先要解決是模型問題，但是這是個難題。當前的建模軟件很多，但是由于解剖結構的復雜性，曲面的任意性，所以當前最高端的CAD軟件也沒有辦法設計出符合需要的解剖結構模型。另外一種方法可能是使用傳統的逆向工程的方法，就是對真實的解剖結構進行掃描，然后利用逆向軟件進行三維重建。但是這樣做也不可避免的模型不精確的問題，因為采用這種方法只能得到解剖結構的外部輪廓，而對于內部結構就無能為力了。再者，對于結構復雜的組織也是沒有辦法使用逆向的方法重建的。由于不能得到有限元的模型，所以很長一段時間，解剖結構的生物力學有限元分析都不能很好的開展下去。但是現在國外已經有很多生物力學有限元的分析案例了，因為Mimics可以很好的解決模型問題。Mimics有強大的基于斷層掃描圖像的建模功能，這一點是有目共睹的。但是最為重要的是Mimics提供了多個有限元軟件的接口，通過這些接口可以將重建的三維模型輸出。目前Mimics提供的接口主要有patran、nastran、abaqus、fluent和ansys。有人可能有這樣的想法，這些有限元軟件讀入Mimics輸出的文件，就可以進行有限元分析。這是個錯誤的想法，首先Mimics三維重建后的模型是面網格格式的模型，所以被讀入到有限元軟件中不能直接進行有限元分析。相反地，Mimics輸出的面模型，被讀入到有限元軟件主要是做體網格的劃分。
展開 有限元分析：結構力學仿真第一步（確定分析類型）【轉載】
做仿真分析時，從結構設計工程師處拿到需求，第一步要做的不是劃分網格，而是對物理現象進行分析，確定合適的分析類型，線性or非線性，靜力學or動力學問題，用顯式算法還是用隱式算法。
閱讀原文
礦山機械結構力學有限元分析
目前，能夠實現的手段就是在產品研發階段進行有限元分析計算。通過有限元分析，生產廠商在產品設計之初就將產品的結構設計到較優狀態。
另外，隨著市場競爭的激烈，對企業來說降低成本也是取勝于市場的比較關鍵的手段，而有限元分析恰恰能提供這樣的平臺。有限元計算能夠在產品設計階段就為工程師提供一個有效的、可視化的技術支撐，能夠在保證設備正常安全運轉的前提下，合理地降低企業的成本。
有限元分析報告不但給制造企業提供技術決策輔助，也能夠在設備交易過程中，為客戶提供一份贏得信任的籌碼。
二、
計算模型1. 幾何模型
尺寸單位：毫米
模型中不同顏色區分軸、滾筒圈、輪轂和筒轂。不考慮橡膠圈
2. 邊界條件
荷載
包括自重荷載和傳動荷載：
傳動荷載簡化為如下方式施加：
軸向剪切力：42822 – 24740 = 18082 N
軸向正壓力：24740 + 24740 = 49480 N
分布軸向剪切力：18082 / (3.14159 * 614.42 / 2 * 1151) = 0.01628 N/mm2
分布軸向正壓力：49480 / (3.14159 * 614.42 / 2 * 1151) = 0.04454 N/mm2
約束
在下圖最右端位置施加固定位移約束。
在軸承位添加彈簧約束（即為只有轉動沒有變形的約束），其它部位自由。
3. 材料參數
參與分析的有四個零件：滾筒圈、軸、輪轂兩個（同質）。
展開 
鑄鋼節點力學性能有限元分析研究
4.結論
根據以上若干可能的控制工況的實體有限元計算結果分析，在給定的外荷載作用下，鑄鋼節點整體處于線彈性狀態,符合鋼結構設計規范的相應規定。綜上所述，根據《鑄鋼節點應用技術規程》中第4.2.5條，該鑄鋼節點的受力性能符合設計要求。
有限元模擬設備：
耗時：單個模型1.5小時。
【JY】淺談有限元分析中的力學與工程思維
對有限元計算中的工程思維這個主題寫點東西，拿到題目后突然意識到這個“命題作文”比較難寫。
一方面，有限元分析應用面很廣，涉及行業眾多，各行業關注的具體問題包羅萬象；另一方面，從事計算工作的人當中，有資深的計算分析專家，也有日常從事產品性能驗證的工程師，還有入行不久想了解和學習仿真技術的，當然還有更多對仿真分析感興趣的、還未走向工作崗位的在校研究生和本科生同學。
思之再三，我覺得還是從學習和應用有限元分析技術的“初心”再出發，圍繞仿真分析的工程思維這個主題，跟各位探討如下的三個問題，即：怎么看有限元仿真？怎么學有限元仿真？怎么做有限元仿真？
圖片來自網絡
一、怎么看有限元分析
理工科專業的朋友大多對有限元技術有所了解，但是真正日常在用并能夠用好這一技術的人卻不多。在大家眼中的有限元技術到底是什么？能解決什么問題或起到什么樣的作用？這個問題似乎也是眾說紛紜，沒有統一的意見。比如說企業里的朋友：
有人認為有限元仿真技術是不可或缺的產品研發手段；
有人則認為，有限元技術對人員的要求過高，并不是所有企業都能夠掌握；
也有人認為，在目前制造業利潤率很低的大背景下，企業不具備搞好仿真的內在環境和條件。
還有人認為，實際工程問題十分復雜，有限元分析無法有效考慮實際情況，計算結果的可信度不高，與指導工程設計有一定距離；
甚至有人認為，仿真分析是錦上添花，就是一種可有可無的“裝飾”。
那么，到底應當如何正確看待有限元技術的作用呢？
有限元技術在很多企業的成功應用，有效地提升了企業的產品性能和研發能力，由此可見有限元技術肯定是有用的。另一方面，有限元分析對人的要求是比較高的，其能夠發揮作用的前提是要能夠應用得當。
展開 機械產品結構有限元力學分析通用規則
深圳市優飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產品開發平臺解決方案與物聯網技術開發的國家級高新技術企業。
十多年來，優飛迪科技在數字孿生、工業軟件尤其仿真技術、物聯網技術開發等領域積累了豐富的經驗，并在這些領域擁有數十項獨立自主的知識產權。
《有限元分析及應用》.PDF 作者：曾攀
出版社: 清華大學出版社(文字版)
作者：曾攀
發行時間: 2004年6月
文件90M，上傳百度網盤，公開地址:http://pan.baidu.com/s/1c025igC
內容簡介:
本書強調有限元分析的工程概念、數學力學基礎、建模方法以及實際應用，全書包括3篇，共分12章；第1篇為有限元分析的基本原理，包括第1章至第5章，內容有：有限元分析的力學基礎、有限元分析的數學求解原理、桿梁結構的有限元分析原理、連續體彈性問題的有限元分析原理；第2篇為有限元分析的擴展內容，包括第6章至第8章，內容有：有限元分析中的單元性質特征與誤差處理、有限元分析中的復雜單元及實現、有限元分析的應用領域（結構振動問題，彈塑性問題，傳熱與熱應力問題）；第3篇為有限元分析的建模、軟件平臺及實例分析，包括第9章至第12章，內容有：有限元分析的實現與建模、有限元分析的自主程序開發以及與ANSYS平臺的銜接、基于ANSYS平臺的有限元建模與分析、基于MARC平臺的有限元建模與分析。本書還給出中、英文關鍵詞索引，并附有配書光盤（CD-ROM）。本書的理論闡述簡明扼要，實例豐富，書中的3篇內容相互銜接，也可獨立使用，分別適合于初級、中級和較高水平的學生作為課程教材，也適合于不同程度的讀者進行自學；對于希望在ANSYS和MARC平臺進行建模分析的讀者，本書更值得參考。
本書的讀者對象為機械、力學、土木、水利、航空航天等專業的高年級本科生、研究生、工程技術人員、科研工作者。
展開 《連續體和結構的非線性有限元》－－－作者： 莊茁
《連續體和結構的非線性有限元》
作者： 莊茁 等譯
出 版 社 清華大學出版社
本書全面描述了應用在連續體和結構中的固體力學非線性有限元分析的主要方法，其內容編排組合的方式便于讀者獲得對于基本方法的理解、不同方法應用的比較和如何解決在非線性分析中的困難。
包括顯式和隱式時間積分方法以及平衡問題的方法；穩定性和平滑性的基本概念，線性化和規則化的技術；殼體和結構的計算方法；接觸一碰撞問題；單元（包括多場單元）技術。關于固體力學的非線性有限元分析，沒有任何書籍提供過如此全面的描述。
我已上傳到資料庫，有需要的請到資料庫下載。
http://www.caenet.cn/data/Data.aspx?ID=693
展開 連續介質力學，張量分析，有限元理論資料分享
感謝技術鄰藍牙老師無私分享
需要的留下QQ
基于abaqus的形狀記憶合金力學性能的有限元分析 ￥10
SMA絲的實驗參數參考華南理工大學凌育洪博士的學位論文中的相關章節
SMA本構使用abaqus內置的Auricchio 模型超彈性本構（2017之前版本需用特殊材料名調用；2017后版本直接在材料屬性模塊定義）
形狀記憶合金NiTi絲由西安賽特有限公司生產，直徑1mm，Ni含量為55.8%，試件長度200mm，標距100mm。DSC（Differential Scanning Calorimeter）測得該批NiTi絲的相變溫度分別為：Mf =-40.8℃，Ms =5.3℃，As=-26.8℃，Af =12℃，其中Ms和Mf 和分別為馬氏體開始溫度和結束溫度；As和Af 和分別為馬氏體開始溫度和結束溫度。材性實驗在華南理工大學力學實驗室的INSTRON5567萬能電子試驗機上進行，實驗時環境溫度為25℃，高于奧氏體結束溫度，故該NiTi絲在該實驗溫度下具有超彈性。
展開 
abaqus建立三維橢球模型，主要用于有限元細觀力學分析，建立幾何模型 ￥40
abaqus建立三維橢球模型，主要用于有限元細觀力學分析，建立幾何模型
《連續體和結構的非線性有限元》
作者：彼萊奇科，廖榮錦，默然 著 莊茁 等譯
出 版 社 清華大學出版社
出版時間 2002年12月第1版
CAEnet價：￥49元
郵費:￥5元
總價:￥54元
可用分兌換：
兌換要求及條件:請參考中國CAE聯盟網站書籍獎勵活動
兌換所需可用分：按照中國CAE聯盟網站書籍獎勵活動相關條款。
申請兌換或有疑問請到《兌換申請區》發貼。
注：書價可能會根據市場價格波動，以您兌換時的價格為準。
字數：778千字 印張：38
印數：0001-3000 頁數：586
開本：787*960 1/16
本書全面描述了應用在連續體和結構中的固體力學非線性有限元分析的主要方法，其內容編排組合的方式便于讀者獲得對于基本方法的理解、不同方法應用的比較和如何解決在非線性分析中的困難。本書覆蓋了如下內容：連續體的 Lagrangian 和任意的 Lagrangian Eulerian 方法；應用于當前軟件和研究中的許多材料定律；求解方法，包括顯式和隱式時間積分方法以及平衡問題的方法；穩定性和平滑性的基本概念，線性化和規則化的技術；殼體和結構的計算方法；接觸一碰撞問題；單元（包括多場單元）技術。關于固體力學的非線性有限元分析，沒有任何書籍提供過如此全面的描述，因此本書是自學的理想讀本。
本書不僅對于從事高級有限元軟件工作和在固體力學領域中的高年級本科生、研究生、教師和工程師、而且對于非線性有限元程序的使用者，都有極高的參考價值。
展開 提升有限元分析核心能力，這三類概念思維不可或缺
導讀：
近年來，隨著仿真分析軟件的大量普及，很多原先沒有做過計算的普通設計崗位人員也或多或少地開始做一些仿真方面的工作。分析軟件方面，以ANSYS Workbench為例，軟件的界面操作難度和應用門檻也在不斷地降低。但是另一方面，有限元分析畢竟不是一項容易的工作，僅僅會操作軟件，還不足以勝任各類結構分析任務。
初級分析用戶除了掌握必要的軟件操作技術之外，還需要在實踐中培養和提升仿真分析的概念思維能力，這既是完成一般性分析任務的客觀需要，也是提高分析水平的必然要求。筆者認為，有限元分析中概念思維能力的培養和提升，可以從以下三個方面著手。
用概念來指導建模過程
做到有理有據
有限元分析求解的問題本身都是力學問題，這是力學原理和概念可以為仿真計算提供指導的根本前提。有限元分析的過程，就是用數值計算程序來求解性質和邊界條件都明確的力學問題，比如：結構力學的桁架、剛架，彈性力學平面問題、空間問題等。因此在分析之前，必須將問題的求解域和邊界條件明確下來。
(1) 根據受力特點選用分析單元
首先，要根據結構或構件的受力特點選用分析單元類型，確定單元類型的依據，就是材料力學和彈性理論的基本概念。采用實體單元、板殼單元、梁（桿）單元還是較為抽象的彈簧單元、連接單元等，都需要做到概念明確。比如：雙肢剪力墻結構的連梁，應按其跨高比來確定采用殼單元還是梁單元來模擬，而不是不分場合都采用梁單元。
展開 縫合復合材料剛度性能有限元分析 ￥48
概述
縫合復合材料是一種具有深遠應用前景的新型樹脂基復合材料，本文旨在給出縫合復合材料彈性常數的一種計算方法，對縫合復合材料力學性能進行有限元分析，在一定程度上復現附件文獻的結果。
2. 縫合復合材料結構
縫合復合材料結構如圖1所示，包括層合板和縫合纖維束。其中，面板采用0度和45度對稱鋪層，共計6層。
圖 1 縫合復合材料結構
3. 載荷及邊界條件
為計算材料不同方向的剛度性能參數，需要計算4個工況：
圖2 x方向拉伸
圖3 y方向拉伸
圖4 z方向拉伸
圖 5 面內剪切
4. 數據處理方法
彈性模量的計算采用式：
泊松比的計算采用式：
剪切模量的計算采用式：
需要指出的是，應變的計算采用面上平均位移除以加載方向模型長度得到。
5.
展開 