有限元分析简介.pptx

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1、2023/4/17上海理工大学机械学院1有限元分析发展过程有限元分析发展过程u有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）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。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。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。有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。第1页/共24页202

2、3/4/17上海理工大学机械学院2u有限元分析的应用范围应力应变分析、屈曲、振动分析热传递、流体流动、电位或磁位分析生物力学工程u有限元分析的优点增加产品和工程的可靠性；在产品的设计阶段发现潜在的问题 经过分析计算，采用优化设计方案，降低原材料成本,缩短产品投向市场的时间模拟试验方案，减少试验次数，从而减少试验经费进行机械事故分析，查找事故原因第2页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院3u有限元发展简史 一维单元.1941年 Hrenikoff 二维单元.1956年 Turner 三维单元.1961年Gallagher等 如流体传动，热传导问题 1965年英国的Zienkiewic

3、z 1976年 Belytschko小位移问题场的问题大位移问题第3页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院4有限元分析基础知识有限元分析基础知识n学习有限元需要的知识数学基础：高等数学、数值分析、变分原理有限元基础：有限元法基本原理力学基础：弹塑性力学热学基础（计算传热相关问题）：传热学专业基础：各专业相关，如对于金属塑性成形领域应具有塑性成形原理、冲压工艺学等相关知识软件基础：使用过一个商用的有限元软件编程基础：具有c或fortran的编程能力，可基于软件平台进行相关子程序编写和二次开发CAD基础：几何建模所需英语基础：有助于无障碍的使用帮助文件第4页/共24页2023/4/17

4、上海理工大学机械学院5n有限元分析软件ANSYSLS-DYNANASTRAN DEFORMABAQUS第5页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院6n通用软件进行有限元分析时的一般步骤建模定义材料属性给定约束条件施加载荷网格划分有限元计算结果分析及优化第6页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院7n有限单元的类型一维单元（线单元）：通常用线段表示，具有横截面积。第7页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院8n有限单元的类型二维单元（面单元）：具有一定的厚度第8页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院9n有限单元的类型三维单元（砖单元）第9页/共24页20

5、23/4/17上海理工大学机械学院10有限元分析应用实例有限元分析应用实例l锻造模拟第10页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院11l机械加工模拟第11页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院12l汽车碰撞第12页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院13l焊接第13页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院14l建筑第14页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院15l覆盖件拉伸模拟第15页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院16其他其他太阳能层压机上下箱体受力分析第16页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院17第17页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院18第18页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院19实例1 材料受力第19页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院20实例2 板料拉伸第20页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院21第21页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院22仿真结果第22页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院23THANKS第23页/共24页2023/4/17上海理工大学机械学院24谢谢您的观看！第24页/共24页