有限元分析方法xxxx交流大綱：一有限元方法概述二力學知識三分析流程四結果處理有限元方法概述CAE(ComputerAidedEngineering)計算機輔助工程1.數(shù)值分析方法2.仿真軟件3.硬件水平有限元方法概述常用的CAE技術1.有限元分析技術(FEA)，有限單元法ANSYS,ABAQUS,NASTRAN,MARC2.計算流體力學分析技術(CFD),有限體積法FLUENT3.多體動力學分析ADAMS有限元方法概述公司軟件1.前處理HYPERWORKS2.FEMABAQUSANSYS+WORKBENCH3.ADAMS有限元方法概述有限元分析所能解決的工程問題1.靜強度剛度2.塑性3.屈曲與穩(wěn)態(tài)4.振動模態(tài)諧響應隨機振動5.疲勞6.熱7.流場8.電磁9.多場耦合力學知識材料屬性名義應力名義應變真實應力真實應變屈服極限：σsσ0.2

抗拉極限抗壓極限:σb

許用應力:[σ]主應力σ1>σ2>σ3

剪應力τxy方向規(guī)定，第一個所在面法向，第二個切向力方向力學知識屈服準則：1.第一強度理論，最大拉應力理論σ1≤[σ]2.第二強度理論，最大伸長線應變應變理論σ1-μ(σ2+σ3)≤[σ]3.第三強度理論，最大切應力理論σ1-σ3≤[σ]4.第四強度理論，形狀改變比能理論(σ12+σ22+σ32-σ1σ2-σ1σ3-σ2σ3)0.5≤[σ]脆性斷裂[σ]=σb/λ塑性屈服[σ]=σs/λ分析流程分析方案的考慮分析目標分析領域線性/非線性靜力/動力學問題分析細節(jié)幾何模型對稱性單元類型網(wǎng)格密度單位制材料特性載荷求解器分析流程1.幾何建模與導入2.定義材料屬性3.添加單元和實常數(shù)4.劃分網(wǎng)格5.接觸定義6.定義載荷與求解設置7.結果后處理分析流程1.幾何建模與導入parasolid,step格式導入后注意縮放系數(shù)ansys等大多數(shù)分析軟件無單位制，建議mm,t,MPa幾何清理ANSYSWORKBENCH與PRO/E無縫連接分析流程2.定義材料屬性單位制mmNMPats各項同性線彈性材料彈性模量2.1e5泊松比非線性鋼材金屬屈服硬化橡膠件鋁

分析流程3.添加單元和實常數(shù)3.1常用單元類型質(zhì)量單元MASS21實體單元梁/管單元殼/膜單元桿/索單元彈簧元接觸單元表面效應單元......3.2常用單元的形狀點(質(zhì)量)線(彈簧，梁，桿)面(薄殼,二維實體,軸對稱實體)線性二次體(三維實體)線性二次................................分析流程June3,19963.3常用單元介紹3.3.1體單元plane1824節(jié)點,每個節(jié)點2自由度,xy平動plane1838節(jié)點,高階,xy平動的2自由度分析流程平面(應力,應變)單元及軸對稱單元June3,1996分析流程solid1858節(jié)點solid18620節(jié)點solid18710節(jié)點四面體只有平動自由度solid187單元更適合由幾何導入的復雜模型的三維四面體網(wǎng)格劃分solid186June3,19963.3.2殼單元分析流程shell1814節(jié)點shell2818節(jié)點通過定義截面定義Z向厚度單元關鍵字與plane主要區(qū)別：shell可以模擬空間曲面結構shell比plane多一個法向自由度June3,19963.3.3梁、桿單元分析流程link1802節(jié)點只有沿節(jié)點坐標系的平動自由度，不承受彎矩，單元實常數(shù)控制截面積beam1882節(jié)點beam1893節(jié)點單元公式中包含彎曲，軸向，扭轉和橫向剪切變形使用截面特性定義，而非實常數(shù)。注意梁的放置方向截面顯示命令：/ESHAPE,1GUI:UM/Plotctrls/Style/sizeandshapeJune3,19963.3.4其他單元分析流程點質(zhì)量單元MASS21動力學分析質(zhì)量塊結構的模擬附加質(zhì)量Pipe單元，管道，管件等結構Combin14單元，用于彈簧，細長構件Mesh200，網(wǎng)格劃分單元接觸單元June3,19963.4單元選擇設置單元篩選菜單模型的幾何形狀模型的維數(shù)單元的階數(shù)分析流程June3,19964網(wǎng)格劃分四邊形或者六面體最好網(wǎng)格質(zhì)量判斷標準meshtoolhypermesh與ANSYS的連接分析流程5載荷分類5.1DOF約束體只有平移自由度對稱情況5.2載荷集中載荷（力和彎矩）表面載荷（壓強）體載荷（溫度）慣性載荷（重力加速度，速度等）分析流程6求解選項6.1求解器稀疏矩陣求解器（Sparsesolver）非迭代算法，高內(nèi)存，默認預條件共扼梯度求解器（PCGsolver）:（預條件共扼梯度法）迭代算法,實體模型的精細網(wǎng)格,結構分析,最強大雅克比共軛梯度求解器（JCGsolver）不完全喬里斯基共軛梯度法（ICCG）二次最小殘差法（QMR）:高頻電磁譜分析分析流程6.2求解前的模型檢查統(tǒng)一的單位單元類型和選項材料性質(zhì)參數(shù)考慮慣性時應輸入材料密度熱應力分析時應輸入材料的熱膨脹系數(shù)實常數(shù)(單元特性)單元實常數(shù)和材料類型的設置實體模型的質(zhì)量特性(Preprocessor>Operate>CalcGeomItems)模型中不應存在的縫隙殼單元的法向節(jié)點坐標系集中、體積載荷面力方向分析流程7后處理7.1通用后處理器(POST1)整個或部分模型在某一時間或頻率上的結果。7.1.1云圖顯示(contoursolu)dofsolution位移(基本數(shù)據(jù))stress應力stressintensity(sint)第三強度vonmises第四強度理論.......6.1.2列表顯示(listresult