本篇文章給大家談?wù)勊墓?jié)點有限元分析怎么做，以及四節(jié)點單元形函數(shù)對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔，本文目錄一覽：，1、，有限元法的運用步驟，2、，有限元分析方法是指什么？
本篇文章給大家談?wù)勊墓?jié)點有限元分析怎么做，以及四節(jié)點單元形函數(shù)對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。
本文目錄一覽：
- 1、有限元法的運用步驟
- 2、有限元分析方法是指什么？
- 3、結(jié)構(gòu)百問14-Abaqus節(jié)點有限元分析
- 4、有限元分析的學(xué)習(xí)
- 5、有限元分析是什么東西
- 6、有限元分析學(xué)習(xí)心得
有限元法的運用步驟
步驟1：剖分:
將待解區(qū)域進行分割，離散成有限個元素的集合。元素（單元）的形狀原則上是任意的。二維問題一般采用三角形單元或矩形單元，三維空間可采用四面體或多面體等。每個單元的頂點稱為節(jié)點（或結(jié)點）。
步驟2：單元分析:
進行分片插值，即將分割單元中任意點的未知函數(shù)用該分割單元中形狀函數(shù)及離散網(wǎng)格點上的函數(shù)值展開，即建立一個線性插值函數(shù)。
步驟3：求解近似變分方程
用有限個單元將連續(xù)體離散化，通過對有限個單元作分片插值求解各種力學(xué)、物理問題的一種數(shù)值方法。有限元法把連續(xù)體離散成有限個單元：桿系結(jié)構(gòu)的單元是每一個桿件；連續(xù)體的單元是各種形狀（如三角形、四邊形、六面體等）的單元體。每個單元的場函數(shù)是只包含有限個待定節(jié)點參量的簡單場函數(shù)，這些單元場函數(shù)的集合就能近似代表整個連續(xù)體的場函數(shù)。根據(jù)能量方程或加權(quán)殘量方程可建立有限個待定參量的代數(shù)方程組，求解此離散方程組就得到有限元法的數(shù)值解。有限元法已被用于求解線性和非線性問題，并建立了各種有限元模型，如協(xié)調(diào)、不協(xié)調(diào)、混合、雜交、擬協(xié)調(diào)元等。有限元法十分有效、通用性強、應(yīng)用廣泛，已有許多大型或?qū)Ｓ贸绦蛳到y(tǒng)供工程設(shè)計使用。結(jié)合計算機輔助設(shè)計技術(shù)，有限元法也被用于計算機輔助制造中。
有限單元法最早可上溯到20世紀(jì)40年代。Courant第一次應(yīng)用定義在三角區(qū)域上的分片連續(xù)函數(shù)和最小位能原理來求解St.Venant扭轉(zhuǎn)問題?，F(xiàn)代有限單元法的第一個成功的嘗試是在 1956年，Turner、Clough等人在分析飛機結(jié)構(gòu)時，將鋼架位移法推廣應(yīng)用于彈性力學(xué)*面問題，給出了用三角形單元求得*面應(yīng)力問題的正確答案。1960年，Clough進一步處理了*面彈性問題，并第一次提出了有限單元法，使人們認(rèn)識到它的功效。
50年代末60年代初，中國的計算數(shù)學(xué)剛起步不久，在對外隔絕的情況下，馮康帶領(lǐng)一個小組的科技人員走出了從實踐到理論，再從理論到實踐的發(fā)展中國計算數(shù)學(xué)的成功之路。當(dāng)時的研究解決了大量的有關(guān)工程設(shè)計應(yīng)力分析的大型橢圓方程計算問題，積累了豐富而有效的經(jīng)驗。馮康對此加以總結(jié)提高，作出了系統(tǒng)的理論結(jié)果。1965年馮康在《應(yīng)用數(shù)學(xué)與計算數(shù)學(xué)》上發(fā)表的論文《基于變分原理的差分格式》，是中國獨立于西方系統(tǒng)地創(chuàng)始了有限元法的標(biāo)志。
有限元法常應(yīng)用于流體力學(xué)、電磁力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)計算，使用有限元軟件ANSYS、COMSOL等進行有限元模擬，在預(yù)研設(shè)計階段代替實驗測試，節(jié)省成本。
有限元分析方法是指什么？
有限元分析（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis）利用數(shù)學(xué)近似的方法對真實物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進行模擬。利用簡單而又相互作用的元素（即單元），就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)。
有限元分析是用較簡單的問題代替復(fù)雜問題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個合適的（較簡單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個域總的滿足條件（如結(jié)構(gòu)的*衡條件），從而得到問題的解。
因為實際問題被較簡單的問題所代替，所以這個解不是準(zhǔn)確解，而是近似解。由于大多數(shù)實際問題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。
擴展資料：
有限元方法與其他求解邊值問題近似方法的根本區(qū)別在于它的近似性僅限于相對小的子域中。20世紀(jì)60年代初首次提出結(jié)構(gòu)力學(xué)計算有限元概念的克拉夫（Clough）教授形象地將其描繪為：“有限元法=Rayleigh Ritz法+分片函數(shù)”，即有限元法是Rayleigh Ritz法的一種局部化情況。
不同于求解（往往是困難的）滿足整個定義域邊界條件的允許函數(shù)的Rayleigh Ritz法，有限元法將函數(shù)定義在簡單幾何形狀（如二維問題中的三角形或任意四邊形）的單元域上（分片函數(shù)），且不考慮整個定義域的復(fù)雜邊界條件，這是有限元法優(yōu)于其他近似方法的原因之一。
結(jié)構(gòu)百問14-Abaqus節(jié)點有限元分析
以某鎖網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例四節(jié)點有限元分析怎么做，總結(jié)一下利用Abaqus進行三維節(jié)點實體單元有限元分析的步驟。
可以直接在Abaqus中建模四節(jié)點有限元分析怎么做，也可以通過軟件轉(zhuǎn)換建模。
例如，已有CAD三維模型，可以通過犀牛軟件打開，導(dǎo)出為sat文件，然后在Abaqus中導(dǎo)入sat文件，生成part。
對于本為一體的多個part，可以通過merge操作合并為一個part，從而免去后續(xù)繁雜的接觸定義。
（1）首先定義材性，對于常見的鋼材可使用理想彈塑性模型；
（2）定義截面，對于實體模型，Type：Solid，Homogeneous；
（3）指定截面，將定義好的截面指定給部件。
將不同的part移動到正確的位置組裝成要分析的完整模型，同一個part可以生成多個實例。
對于靜態(tài)加載，使用Static，General即可。
常見的接觸類型包括Surface-to-surface contact（面面接觸），Tie（綁定），Coupling（耦合）等，可以按需定義。
在Initial中定義邊界條件，在Step-1中定義荷載。此處固定兩個鋼管端面，在鎖頭端面施加拉力，拉力通過換算成壓強Pressure的形式施加。
常規(guī)形狀的模型可以使用C3D8R的六面體網(wǎng)格，對于形狀怪異，無法通過八面體網(wǎng)格劃分的模型需要使用C3D10或者C3D4的四面體網(wǎng)格。當(dāng)然，C3D4網(wǎng)格的計算收斂性不如C3D8R。
創(chuàng)建分析作業(yè)，并提交。可以通過使用多核CPU并行計算提高計算速度。
分析完成后可以查看節(jié)點的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。
Mises應(yīng)力最大值為882.5MPa，應(yīng)力最大位置為錨具叉耳接頭處。節(jié)點核心區(qū)應(yīng)力最大值出現(xiàn)在加勁肋端部與鋼管連接處，且達(dá)到屈服應(yīng)力。
PEEQ大于0的位置表示進入塑性狀態(tài)。從結(jié)果來看，節(jié)點核心區(qū)塑性應(yīng)變最大值出現(xiàn)在加勁肋端部與鋼管連接處，其四節(jié)點有限元分析怎么做他位置均處于彈性狀態(tài)。
-2017年1月8日
有限元分析的學(xué)習(xí)
ANSYS軟件提供的仿真分析類型：
1.結(jié)構(gòu)靜力分析
用來求解外載荷引起的位移、應(yīng)力和力。靜力分析很適合求解慣性和阻尼對結(jié)構(gòu)的影響并不顯著的問題。ANSYS程序中的靜力分析不僅可以進行線性分析，而且也可以進行非線性分析，如塑性、蠕變、膨脹、大變形、大應(yīng)變及接觸分析。
2.結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析
結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析用來求解隨時間變化的載荷對結(jié)構(gòu)或部件的影響。與靜力分析不同，動力分析要考慮隨時間變化的力載荷以及它對阻尼和慣性的影響。ANSYS可進行的結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析類型包括：瞬態(tài)動力學(xué)分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析及隨機振動響應(yīng)分析。
3.結(jié)構(gòu)非線性分析
結(jié)構(gòu)非線性導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或部件的響應(yīng)隨外載荷不成比例變化。ANSYS程序可求解靜態(tài)和瞬態(tài)非線性問題，包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種。
4.動力學(xué)分析
ANSYS程序可以分析大型三維柔體運動。當(dāng)運動的積累影響起主要作用時，可使用這些功能分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)在空間中的運動特性，并確定結(jié)構(gòu)中由此產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和變形。
5.熱分析
程序可處理熱傳遞的三種基本類型：傳導(dǎo)、對流和輻射。熱傳遞的三種類型均可進行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)、線性和非線性分析。熱分析還具有可以模擬材料固化和熔解過程的相變分析能力以及模擬熱與結(jié)構(gòu)應(yīng)力之間的熱－結(jié)構(gòu)耦合分析能力。
6.電磁場分析
主要用于電磁場問題的分析，如電感、電容、磁通量密度、渦流、電場分布、磁力線分布、力、運動效應(yīng)、電路和能量損失等。還可用于螺線管、調(diào)節(jié)器、發(fā)電機、變換器、磁體、加速器、電解槽及無損檢測裝置等的設(shè)計和分析領(lǐng)域。
7.流體動力學(xué)分析
ANSYS流體單元能進行流體動力學(xué)分析，分析類型可以為瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)。分析結(jié)果可以是每個節(jié)點的壓力和通過每個單元的流率。并且可以利用后處理功能產(chǎn)生壓力、流率和溫度分布的圖形顯示。另外，還可以使用三維表面效應(yīng)單元和熱－流管單元模擬結(jié)構(gòu)的流體繞流并包括對流換熱效應(yīng)。
8.聲場分析
程序的聲學(xué)功能用來研究在含有流體的介質(zhì)中聲波的傳播，或分析浸在流體中的固體結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。這些功能可用來確定音響話筒的頻率響應(yīng)，研究音樂大廳的聲場強度分布，或預(yù)測水對振動船體的阻尼效應(yīng)。
9.壓電分析
用于分析二維或三維結(jié)構(gòu)對AC（交流）、DC（直流）或任意隨時間變化的電流或機械載荷的響應(yīng)。這種分析類型可用于換熱器、振蕩器、諧振器、麥克風(fēng)等部件及其它電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)動態(tài)性能分析。可進行四種類型的分析：靜態(tài)分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析、瞬態(tài)響應(yīng)分析
有限元分析是什么東西
有限元分析是通過使用有限元方法四節(jié)點有限元分析怎么做，分析結(jié)構(gòu)力學(xué)四節(jié)點有限元分析怎么做，傳熱四節(jié)點有限元分析怎么做，電磁學(xué)等等個方面的問題。有限元方法是一種數(shù)學(xué)方法四節(jié)點有限元分析怎么做，準(zhǔn)確說應(yīng)該算是數(shù)值解法。在分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)等問題時，往往無法得到解析解。這是用過將問題分割為很多小的結(jié)構(gòu)，對這些小的單元建立*衡方程，然后將各個單元的關(guān)系集成一個大的矩陣，并利用計算機的計算性能，分析求解。這樣就求得了整個問題的目標(biāo)量。
有限元分析學(xué)習(xí)心得
有限單元法是隨著電子計算機四節(jié)點有限元分析怎么做的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)代計算方法。它是50年代首先在連續(xù)體力學(xué)領(lǐng)域--飛機結(jié)構(gòu)靜、動態(tài)特性分析中應(yīng)用的一種有效的數(shù)值分析方法四節(jié)點有限元分析怎么做，隨后很快廣泛的應(yīng)用于求解熱傳導(dǎo)、電磁場、流體力學(xué)等連續(xù)性問題。 有限元法分析計算的思路和做法可歸納如下四節(jié)點有限元分析怎么做： 1） 物體離散化 將某個工程結(jié)構(gòu)離散為由各種單元組成的計算模型，這一步稱作單元剖分。離散后單元與單元之間利用單元的節(jié)點相互連接起來；單元節(jié)點的設(shè)置、性質(zhì)、數(shù)目等應(yīng)視問題的性質(zhì)，描述變形形態(tài)的需要和計算進度而定（一般情況單元劃分越細(xì)則描述變形情況越精確，即越接近實際變形，但計算量越大）。所以有限元中分析的結(jié)構(gòu)已不是原有的物體或結(jié)構(gòu)物，而是同新材料的由眾多單元以一定方式連接成的離散物體。這樣，用有限元分析計算所獲得的結(jié)果只是近似的。如果劃分單元數(shù)目非常多而又合理，則所獲得的結(jié)果就與實際情況相符合。 2） 單元特性分析 A、 選擇位移模式 在有限單元法中，選擇節(jié)點位移作為基本未知量時稱為位移法；選擇節(jié)點力作為基本未知量時稱為力法；取一部分節(jié)點力和一部分節(jié)點位移作為基本未知量時稱為混合法。位移法易于實現(xiàn)計算自動化，所以，在有限單元法中位移法應(yīng)用范圍最廣。 當(dāng)采用位移法時，物體或結(jié)構(gòu)物離散化之后，就可把單元總的一些物理量如位移，應(yīng)變和應(yīng)力等由節(jié)點位移來表示。這時可以對單元中位移的分布采用一些能逼近原函數(shù)的近似函數(shù)予以描述。通常，有限元法我們就將位移表示為坐標(biāo)變量的簡單函數(shù)。這種函數(shù)稱為位移模式或位移函數(shù)，如y= 其中 是待定系數(shù)， 是與坐標(biāo)有關(guān)的某種函數(shù)。 B、 分析單元的力學(xué)性質(zhì) 根據(jù)單元的材料性質(zhì)、形狀、尺寸、節(jié)點數(shù)目、位置及其含義等，找出單元節(jié)點力和節(jié)點位移的關(guān)系式，這是單元分析中的關(guān)鍵一步。此時需要應(yīng)用彈性力學(xué)中的幾何方程和物理方程來建立力和位移的方程式，從而導(dǎo)出單元剛度矩陣，這是有限元法的基本步驟之一。 C、 計算等效節(jié)點力 物體離散化后，假定力是通過節(jié)點從一個單元傳遞到另一個單元。但是，對于實際的連續(xù)體，力是從單元的公共邊傳遞到另一個單元中去的。因而，這種作用在單元邊界上的表面力、體積力和集中力都需要等效的移到節(jié)點上去，也就是用等效的節(jié)點力來代替所有作用在單元上得力。 3） 單元組集 利用結(jié)構(gòu)力的*衡條件和邊界條件把各個單元按原來的結(jié)構(gòu)重新連接起來，形成整體的有限元方程（1-1）式中，K是整體結(jié)構(gòu)的剛度矩陣；q是節(jié)點位移列陣；f是載荷列陣。 4） 求解未知節(jié)點位移 解有限元方程式（1-1）得出位移。這里，可以根據(jù)方程組的具體特點來選擇合適的計算方法。 通過上述分析，可以看出，有限單元法的基本思想是"一分一合"，分是為了就進行單元分析，合則為了對整體結(jié)構(gòu)進行綜合分析。 有限元的發(fā)展概況 1943年 courant在論文中取定義在三角形域上分片連續(xù)函數(shù)，利用最小勢能原理研究St.Venant的扭轉(zhuǎn)問題。 1960年 clough的*面彈性論文中用“有限元法”這個名稱。 1970年 隨著計算機和軟件的發(fā)展，有限元發(fā)展起來。 涉及的內(nèi)容：有限元所依據(jù)的理論，單元的劃分原則，形狀函數(shù)的選取及協(xié)調(diào)性。 有限元法涉及：數(shù)值計算方法及其誤差、收斂性和穩(wěn)定性。 應(yīng)用范圍：固體力學(xué)、流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)、電磁學(xué)、聲學(xué)、生物力學(xué) 求解的情況：桿、梁、板、殼、塊體等各類單元構(gòu)成的彈性（線性和非線性）、彈塑性或塑性問題（包括靜力和動力問題）。能求解各類場分布問題（流體場、溫度場、電磁場等的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)問題），水流管路、電路、潤滑、噪聲以及固體、流體、溫度相互作用的問題。
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