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0-有限元法简介.ppt

发布:2017-08-12约1.54千字共17页下载文档
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* * 一 什么是有限元 二 有限元法能解决那些问题 三 当前有限元发展状况 四 如何学习有限元法 * 1 实际强度问题例子分析 桥梁强度分析 发动机连杆强度问题 * 1 实际强度问题例子分析 桥 梁 强 度 问 题 影响强度的因素:几何结构、载荷(力)、材料、约束(固定) 状态描述:位移、应变、应力 数学模型(偏微分方程):强度影响因素、状态之间的关系(如弹性力学) 数学模型的数值求解-有限元法 强度分析,寻求改进方案 连杆强度问题 * 2 什么是有限元法? 偏微分方程边值的一种数值解法 典型特征:网格(单元、结点) 理论基础是变分原理或弱形式方程(加权残值) 单元 节点 * 强度分析和变形量计算 温度场分析和热应力计算 含弹性体的动力学分析 振动分析 结构优化的基础 电磁场、声场分析、渗流计算…… 有限元理论和方法在其它学科得以应用和借鉴 * 1 有限元法的发展历史 1960年首次出现‘the finite element method’ 发展的温床-弹性力学 计算机的快速发展起到了极大的促进作用 发展趋势:单变量向多变量发展,应用领域的拓展 发展的主要动力:收敛性问题、精度问题和应用领域的拓展 变分原理的发展和完善促进了有限元的发展 最著名的著作:O.C.Zienkiewicz and R.L.taylor, the Finite Element Method,….(O.C.监凯维奇,有限元法,科学出版社,1985) * 2 有限元法的现状 机械行业的一项基本工具 应用领域繁多 分析规模日趋庞大 多场耦合分析越来越多 与CAD结合日趋紧密 参数化分析的更多尝试 先进企业注重分析流程和规范的制定,以及历史分析数据和测量数据的积累 有限元思想在很多其它领域得到应用 * 3 当前主要有限元软件介绍 有限元分析(FEA)软件分专用FEA软件和通用FEA软件 通用:ANSYS、NASTRAN、ABAQUS、JIFEX(中国、大连理工大学)等 -很多CAD软件中具有FEA模块 * 4 有限元法的发展趋势 与CAD系统结合日趋紧密 参数化建模和参数化分析加强 求解能力不断加强(规模和领域两方面) 应用日益普遍-开发产品的基本工具 专业领域流程、规范,以及分析工具的制定和完善 * 1 课程内容 弹性力学基础 有限元基础 基本原理 各种问题(三维问题、平面问题、桁架、梁、板壳、温度场、热应力、拓扑优化) 分析实践 * 2 怎样才能做好有限元分析 力学基础(弹性力学、理论力学、振动理论、分析力学等)、有限元理论基础 对实际分析对象的深刻理解-专业知识和背景,问题的性质,影响因素的把握和处理等 实际分析经验 有限元软件的正确合理使用 * 3 如何学习有限元法 注重掌握基本概念和基本理论 理论结合实际,学习中不断进行实践和总结 注重交流(文献、讨论) 4 有限元分析的误区 只重视有限元软件的使用 分析代替试验 分析与设计、试验脱节 忽视经验数据的总结与积累 * 5 参考资料 张允真,曹富新,弹性力学及其有限元法,中国铁道出版社,1983 教材?????? 有限元参考书 O.C.Zienkiewicz书 ANSYS入门 ANSYS使用工具书 * 如图为某一平面问题的求解区域,被划分成了如图所示多个四边形单元,请问:采用什么形式的数据格式记录单元和结点信息,才能表达清楚、使用方便、并具有通用性? * 如图为某一平面问题的求解区域,被划分成了如图所示多个四边形单元,请问:采用什么形式的数据格式记录单元和结点信息,才能表达清楚、使用方便、并具有通用性? ANSYS导出的结点和单元信息 *
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