什么是有限元分析?
涵义:有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。利用简单而又相互作用的元素(即单元),就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而得到问题的解。
因为实际问题被较简单的问题所代替,所以这个解不是准确解,而是近似解。由于大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段。
在机械设计上的作用:有限元分析就是分析零件的结构,分析怎么设计才能用最少材料做出最稳定的精度。一般是 proe,UG,SW建模再转到ANSYS进行分析。可以分析受力情况看看最高承受多大的力,频率,看看在不同频率下的变形量,还有受热分析等。 不过ANSYS99%英文版的。
延伸阅读
有限元分析是什么?
有限元分析是利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素,即单元,就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。 现在大多数人用的是国外商业软件,现在国产软件也已经崛起了,好比FELAC,国产软件在技术上已经可以和国外软件相抗衡了。
做有限元分析,需要掌握哪方面的知识?
如果对结构有限元分析感兴趣,应该从材料力学、弹性力学开始。对应力、应变、平衡方程、本构关系、位移-应变关系等知识有了了解以后,可以学习变分法的知识,推荐看钱伟长先生的《变分法及有限元》。有了力学和变分学基础,就可以看一些比较基础的有限元书籍了,比如Zienkiewicz先生的《有限元方法》(有中文版),里面用到的数学知识不多。如果想对有限元的收敛性分析、稳定性分析有比较深入的了解,需要看有限元数学理论方面的专著,这时需要对泛函分析、Sobolev空间比较熟悉。当然只想解决工程问题,不必往这个方向发展。
如果想搞点非线性问题,要学习连续介质力学,了解大变形情况下的位移-应变关系,各种应力的度量方式、各种材料的本构关系等,清华大学出的《连续体和结构的非线性有限元》写得不错。
学习有限元最好的方法是自己编程序。这些程序不要求效率多高,适用性多好。这些是以后的事情,对学习有限元基础知识来说,只要能算对就可以了。里面涉及到线性代数和数值分析的知识,比如数值积分,方程组求解。至于编程语言可以随便选择,但为了能利用前人的程序及以后的二次开发,建议使用Fortran。
有限元分析的基本步骤是什么?
元计算FELAC有限元分析的基本步骤如下。
1)建立研究对象的近似模型。
2)将研究对象分割成有限数量的单元 研究者很难从整体上分析对象系统,需要把对象系统分解成有限数量的、形式相同、相对简单的分区或组成部分,这个过程也被称为离散化。
3)用标准方法对每个单元提出一个近似解 研究者能够比较容易地分析基本单元的行为,提出求解基本单元的方法。
4)将所有单元按标准方法组合成一个与原有系统近似的系统 将基本单元组装成一个近似系统,在几何形状和性能特征方面可以近似地代表研究对象。
5)用数值方法求解这个近似系统。 采用离散化之后,就不需要再求解复杂的偏微分方程组,而转换为求解线性方程组。数学家提出了许多求解大规模线性方程组的数值算法。
6)计算结果处理与结果验证 由数值计算可以得到大量的数据,如何显示、分析数据并找到有用的结论是人们一直关系的问题。内容拷贝元计算官网
有限元分析原理通俗理解?
有限元分析原理是利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。利用简单而又相互作用的元素(即单元),就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成,对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件)