有限元分析的基本技巧

有限元法可分为两类，包括线弹性有限元和非线性有限元分析。其中线弹性有限元法是非线性有限元法的基础，它们在分析方法和研究步骤上有着相似之处，且后者常要应用前者的某些结果。静力分析是动力分析的基础，尤其是在进行模态分析时。其求解有显式分析求解和隐式分析求解，各适合于不同的场合。有限元分析的核心是模型的建造与求解，包括单元选择、整体分析、载荷移置、约束引入、求解控制。有限元法包括有限元位移法、有限元力法、有限元混合法。它们分别以位移、力或者是二者为基本未知量进行求解。通用的有限元分析软件如MSC.Nastran、MSC.Marc、ANSYS、ADINA、ALOGR、ABAQUES等它们的共同之处包括以下几点：

1）强大的分析功能：一般都可进行物理场分析，如结构分析、温度场传热分析、电磁场分析、流体分析、多场耦合分析。

2）具有丰富的材料库，可以处理包括金属、土壤、岩石、塑料橡胶、木材、陶瓷、混凝土、复合材料等结构，包括各向同性、各向异性、亚弹性材料等应力分析的材料特性定义；还包括非应力分析的其他材料特性定义，如热传导材料、耦合分析、流体分析、声学分析、电磁场分析的材料库。

3）具有多种单元库，如二维的板壳单元、杆单元、梁单元、质量单元、弹簧元、三维的实体单元。可进行多种网格划分技术，自动进行单元形态、求解精度检查与修正。

4）具有强大的前后处理及图象多媒体显示功能。(www.zuozong.com)

5）具有多种CAD系统数据接口，支持如IGES、STL、STEP、PARASOLID等格式的数据交换文件，一般可与PRO/E、UNIGRAPHICS等高档CAD平台直接嵌入链接。

6）具有良好的用户开发环境和技术支持服务。

有限元分析将有限元理论、工程应用、程序设计、计算机图形学完美的结合起来，有限元软件提供的前后处理功能将抽象的数值计算变为直观、可视和动态的。应用有限元解决工程实际应用问题，必须对有限元基本理论和强度理论有比较全面的了解，尤其是在进行有限元模型建造和强度判定时，紧密结合理论与工程应用，显得更为重要。以下就物理模型的建造、金属强度理论、求解方法等方面进行讲解。