0-有限元法简介.ppt

* * 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 *