【2017年整理】有限元法概述.ppt

《有限元法》Finite Element Method;第二章 有限元法的力学基础---弹性力学基本理论; 有限元法简介 有限元法的应用领域 工程实际问题的有限元分析 有限元软件简介;工程问题解决过程;弹性力学问题;解析法;历史;弹性力学平面问题;有限元法核心思想:;分片近似;; 有限元法简介 有限元法的应用领域 工程实际问题的有限元分析 有限元软件简介;数字化产品开发基本流程;有限元应用学科领域： 结构力学 热力学 流体力学,包括CFD (计算流体动力学) 电学，电场 / 静电 电磁学;结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反力。 静力分析 用于静力载荷条件 可以模拟诸如大变形、大应变、接触、塑性、超弹、蠕变等非线性行为;动力学分析 模态分析 计算固有频率及振型 谐响应分析 确定结构对已知幅值和频率的正弦载荷的响应 瞬态动力学分析 确定结构对随时间变化载荷的响应，可以包括非线性行为;侧重惯性力占主导的大变形模拟 用于模拟冲击、碰撞、跌落、爆炸、快速成型等高度非线性问题;热分析用于确定物体的温度分布。其它如热损失或吸收的热量，热梯度、热通量等也可以获得。 可以模拟所有三种主要的传热方式：传导、对流及辐射;电磁分析用于计算电磁装置的电磁场 静态及低频 电磁场 模拟直流电源操作装置，低频AC或低频瞬态信号;高频 电磁场 模拟装置的电磁波传播 例如: 微波及RF passive 部件, 波导, 同轴连结器 感兴趣的量包括S-参数，Q-因子, 返回损失，电介质和传导损失，及电场和磁场;静电 计算电压或电荷激励的电场 例如: 高压装置，微机电系统(MEMS), 传输线 典型感兴趣的量是电场强度及电容 电流传导 计算给定电压下导体的电流 电路耦合 电路与电磁装置的耦合;计算流体动力学 (CFD) 确定流体的流动及温度分布 ANSYS/FLOTRAN 可以模拟层流和湍流，可压和不可压缩流动及多组份流体 应用: 航空航天,电子封装，汽车设计 典型量包括速度、压力、温度及对流换热系数;声学 用于模拟流体及其所包围的固体间的相互作用。 例如: 扬声器, 汽车interiors, 声纳 典型量包括压力分布、位移及固有频率 容器内流体分析 用于模拟容器内不流动的流体计算及由于晃动导致的静水压力 例如: 油箱, 其他流体容器 热及质量输运 一维单元用于计算两点间质量输运产生的热，如管道。;双金属杆由于加热产生变形;优化设计;拓扑优化;拓扑优化; 有限元法基本原理 有限元法的应用领域 工程实际问题的有限元分析 有限元软件简介;几何模型;;;;1940年11月7日上午在风的作用下坍塌的美国华盛顿州塔科马海峡大桥;工程实际问题的有限元分析;疲劳: 分析研究多次使用载荷作用下的破坏;轻量化设计；汽车控制臂有限元拓扑优化 ; NVH分析（各种振动、噪声）； 动力学特性分析;模态分析,; 机构运动分析； 多刚体动力学，刚-柔体动力学; 车辆碰撞模拟分析；大变形非线线分析，冲击分析; 金属板件冲压成型模拟分析; 接触非线性，大变形非线性; 有限元法基本原理 有限元法的应用领域 工程问题的有限元分析 有限元软件简介;应用软件用户分布情况：;有限元软件发展历史：;软件比较;有限元自动化流程二次开次;;有限元自动化流程二次开次