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有限元分析是干什么的,有限元分析的应用领域有哪些？

admin admin 发表于2024-03-22 05:19:54 浏览20 评论0

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有限元分析是什么

　　1、有限元分析，利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。利用简单而又相互作用的元素（即单元），实现有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。

　　2、有限元分析是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。因为实际问题被较简单的问题所代替，所以这个解不是准确解，而是近似解。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。

　　3、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。有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用，例如用多边形（有限个直线单元）逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。

有限元分析是什么意思

有限元分析是一种数字仿真技术，通常用于工程实践中。它可以帮助工程师更好地了解结构对应载荷的响应以及如何优化结构设计。该技术以其广泛的应用范围和精确可靠的分析结果而闻名。通过数学模型和计算机技术，它可以模拟各种机械和结构在不同力和环境条件下的性能表现。有限元分析不仅能够准确地预测结构的强度和稳定性，还能够分析不同材料和构型的性能比较，以便进行最优化设计。
有限元分析的实现通常需要一些工具和软件。这些工具包括CAD软件、有限元分析软件和其他计算机程序等。有限元分析的重点是基于结构的几何形状和材料特性建立合适的数学模型，然后通过计算机分析该数学模型，从而得到结构的反应。这个过程中有很多复杂的计算，包括网格划分、离散化和求解。有限元分析能够分析多种不同类型的结构，如机械、材料、航空航天、土木等领域。
有限元分析是近代结构分析的重要方法之一。它不仅能够准确地分析结构的响应和保证结构的可靠性，还可以在减少实验成本的基础上为结构设计提供帮助。目前，许多行业都将有限元分析技术广泛应用于产品开发和生产过程中。应用有限元分析技术可以缩短研发周期并降低成本。除了提高产品性能和质量的同时，还能提供更好的实验分析，以满足客户的需求。

有限元分析是什么

有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。利用简单而又相互作用的元素（即单元），就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
有限元法最初应用于航空器的结构强度计算，随有计算机技术的快速发展和普及，现在有限元方法因其高效已广泛应用于几乎所有的科学技术领城。
扩展资料
应用：
有限元分析计算，即操作ANSYS WORKBENCH软件进行分析和计算的环节，是使用软件的主要部分，主要包括分析模块选择、网格划分、载荷和约束加载、求解计算。依照分析方案，本文选择Static Structural静态结构模块。
网格划分是有限元分析计算的核心环节，占有至关重要的作用，网格划分质量的好坏，直接决定了计算结果的误差精度，同时也决定了计算过程所耗费的时间，有些情况下甚至决定了计算能否成功进行。很多计算过程中报错，都是因为网格划分不合格造成的。
对于静力结构分析来说，网格划分有很多种不同的方式，相互差异很大。本次课题分析中，使用ANSYS WORKBENCH的自动网格划分，软件对于能扫略的部件会使用六面体进行分网，对于不可扫略的部件用四面体或四棱柱分网。
分网完毕后，软件中Mesh的属性列表中有Mesh Metric网格质量评分，其中Average值表示平均网格质量，一般情况下，如果Average数值大于0.7，即表示网格质量较好。结合软件评分，需要不断对网格划分进行重新划分调整，直至满足要求。
参考资料来源：百度百科-有限元分析

什么是有限元分析？

有限元分析是使用有限元方法来分析静态或动态的物理物体或物理系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的、简单、独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的，因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得平衡方程式被使用到每个点上，由此产生了一个方程组。这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析的精确度无法无限提高。元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高，只有计算时间不断提高。
有限元分析可被用来分析比较复杂的、用一般地说代数方法无法足够精确地分析的系统，它可以提供使用其它方法无法提供的结果。在实践中一般使用电脑来解决在分析时出现的巨量的数和方程组。
在分析一个物体或系统中的压力和变形时有限元分析是一种常用的手段，此外它还被用来分析许多其它问题如热传导、流体力学和电力学。

有限元分析的应用领域有哪些？

有限元仿真是指利用数学近似的方法对真实物理系统进行模拟，利用简单而又相互作用的元素，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
有限元分析只是工程师工具包中用来帮助解决问题和寻找答案的众多工具之一，其应用几乎涵盖了力、冲击、地震、温度、噪音、振动、摩擦、耐久性、刚度和重量等，感兴趣的所有方面。
有限元分析程序通常会导入计算机辅助设计几何图形，并创建一个网格，将体积或区域划分为称为元素的较小体积或区域。想象一下，每个元件都像一个弹簧，每个弹簧相互连接形成一个大弹簧。这种方法的好处是，在制作原型之前可以检查任何形状或形式的任何计算机辅助设计模型的应力和变形，换句话说，有限元分析是虚拟样机。
有限元分析的应用
随着国内工业技术的发展，产品从低端到高端迈进，全民进入埋头苦干扎实研究的阶段。进入这个阶段后，对新产品的研发方式有了新的认识。研发方式从仿制到局部改进，到全方位的研发。伴随着对全新产品的研发，数值仿真分析，典型的如有限元仿真，成了研发阶段必不可少的过程。有限元分析作为一种成熟的技术手段，在各行业各领域广泛应用。
很多设计工程师在研发阶段也引入有限元仿真分析，但是经过仿真分析，打样加工后产品达不到设计要求，产品会出现设计漏洞或瑕疵，或者功能完全不能实现。

有限元分析有什么作用？

解偏微分方程。
随着市场竞争的加剧，产品更新周期愈来愈短，企业对新技术的需求更加迫切，而有限元数值模拟技术是提升产品质量、缩短设计周期、提高产品竞争力的一项有效手段，所以，随着计算机技术和计算方法的发展，有限元法在工程设计和科研领域得到了越来越广泛的重视和应用。
已经成为解决复杂工程分析计算问题的有效途径，从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算，其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源和科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃。
扩展资料：
基本特点：
有限元方法与其他求解边值问题近似方法的根本区别在于它的近似性仅限于相对小的子域中。20世纪60年代初首次提出结构力学计算有限元概念的克拉夫（Clough）教授形象地将其描绘为：“有限元法=Rayleigh Ritz法+分片函数”，即有限元法是Rayleigh Ritz法的一种局部化情况。
不同于求解（往往是困难的）满足整个定义域边界条件的允许函数的Rayleigh Ritz法，有限元法将函数定义在简单几何形状（如二维问题中的三角形或任意四边形）的单元域上（分片函数），且不考虑整个定义域的复杂边界条件，这是有限元法优于其他近似方法的原因之一。
参考资料来源：百度百科——有限元分析

有限元分析是什么东西

有限元分析是通过使用有限元方法，分析结构力学，传热，电磁学等等个方面的问题。有限元方法是一种数学方法，准确说应该算是数值解法。在分析复杂结构等问题时，往往无法得到解析解。这是用过将问题分割为很多小的结构，对这些小的单元建立平衡方程，然后将各个单元的关系集成一个大的矩阵，并利用计算机的计算性能，分析求解。这样就求得了整个问题的目标量。
有限元是一门技术，一个新手经过一定的技术训练可以很好的掌握有限元分析的技术。但是，做有限元分析要想得到可靠的、合理的结果则必须做到以下几点：
1）掌握相关的理论知识，比如力学知识、电磁学等，这要看你具体分析哪一类型的问题
2）积累必要的经验，比如有限元网格质量的控制、接触参数的定义、时间步控制、收敛控制等等
反复考察与模型或程序相关的东西
有限单元法，是一种有效解决数学问题的解题方法。其基础是变分原理和加权余量法，其基本求解思想是把计算域划分为有限个互不重叠的单元，在每个单元内，选择一些合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式 ，借助于变分原理或加权余量法，将微分方程离散求解。采用不同的权函数和插值函数形式，便构成不同的有限元方法。有限元方法最早应用于结构力学，后来随着计算机的发展慢慢用于流体力学的数值模拟。

有限元分析方法的简介


有限元分析是使用有限元方法来分析静态或动态的物理物体或物理系统。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的、简单、独立的点组成的几何模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的，因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得平衡方程式被使用到每个点上，由此产生了一个方程组。这个方程组可以用线性代数的方法来求解。有限元分析 的精确度无法无限提高。元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高，只有计算时间不断提高。有限元分析法（FEA）已应用得非常广泛，现已成为年创收达数十亿美元的相关产业的基础。即使是很复杂的应力问题的数值解，用有限元分析的常规方法就能得到。此方法是如此的重要，以至于即便像这些只对材料力学作入门性论述的模块，也应该略述其主要特点。 不管有限元法是如何的卓有成效，当你应用此法及类似的方法时，计算机解的缺点必须牢记在心头：这些解不一定能揭示诸如材料性能、几何特征等重要的变量是如何影响应力的。一旦输入数据有误，结果就会大相径庭，而分析者却难以觉察。所以理论建模最重要的作用可能是使设计者的直觉变得敏锐。有限元程序的用户应该为此目标部署设计策略，以尽可能多的封闭解和实验分析作为计算机仿真的补充。 与现代微机上许多字处理和电子制表软件包相比，有限元的程序不那么复杂。然而，这些程序的复杂程度依然使大部分用户无法有效地编写自己所需的程序。可以买到一些预先编好的商用程序1，其价格范围宽，从微机到超级计算机都可兼容。但有特定需求的用户也不必对程序的开发望而生畏，你会发现，从诸如齐凯维奇（Zienkiewicz2）等的教材中提供的程序资源可作为有用的起点。大部分有限元软件是用Fortran语言编写的，但诸如felt等某些更新的程序用的是C语言或其它更时新的程序语言。在实践中，有限元分析法通常由三个主要步骤组成： 1、预处理：用户需建立物体待分析部分的模型，在此模型中，该部分的几何形状被分割成若干个离散的子区域——或称为“单元”。各单元在一些称为“结点”的离散点上相互连接。这些结点中有的有固定的位移，而其余的有给定的载荷。准备这样的模型可能极其耗费时间，所以商用程序之间的相互竞争就在于：如何用最友好的图形化界面的“预处理模块”，来帮助用户完成这项繁琐乏味的工作。有些预处理模块作为计算机化的画图和设计过程的组成部分，可在先前存在的CAD文件中覆盖网格，因而可以方便地完成有限元分析。 2、分析：把预处理模块准备好的数据输入到有限元程序中，从而构成并求解用线性或非线性代数方程表示的系统u和f分别为各结点的位移和作用的外力。矩阵K的形式取决于求解问题的类3、分析的早期，用户需仔细地研读程序运算后产生的大量数字，即 型，本模块将概述桁架与线弹性体应力分析的方法。商用程序可能带有非常大的单元库，不同类型的单元适用于范围广泛的各类问题。有限元法的主要优点之一就是：许多不同类型的问题都可用相同的程序来处理，区别仅在于从单元库中指定适合于不同问题的单元类型。

有限元分析有什么用

问题一：有限元分析是什么 在机械设计上有什么用 有限元分析总的来说就是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近似解，然后推导求解这个域总的满足条件，从而得到问题的解。 它涉及的范围很广，比如说水利工程、结构工程、汽车、土木、机电、焊接、材料、隧道、模具、振动、流体方面都有很广的应用、机械设计方面主要用的多的就是对机械产品做受力分析、看看你的产品的承受载荷之后的变形情况、从而验证你的设计是否合理，这方面软件用的多是ANSYS和Abqus，当然你还可以结合其他软件、比如说建模什么的在CAD软件里面会方便些，还有一些专门的网格划分软件，有时候结合着用会省时一些，可以大大减少工作量，望采纳，谢谢了

问题二：有限元分析是什么？ 这个问题好！有限元就是一个工具，可以利用其进行场的分析，如磁场、电场、应力场、流场等等。因为往往我们只知道一个宏观的作用，但微观（相对的）的情况到底是啥样的不得而知，有限元通过把宏观的大的东西进行划分为一个个小的单元，把这些小的单元当做微观的东西，进而进行分析，得到微观的一个情况。如一个篮球框架，当有人扣篮拉着球框的时候，篮球架肯定会弯，但是弯多少呢？这个就可以利用有限元进行分析。先建立把篮筐架的物理模型，再将模型划分为一个个很小的单元，再添加载荷、约束后进行分析，就能得到结果。
这个概念太大，我是新手，解释不好。详情百度，或者找本有限元的书看看，也许会有些直接的感受

问题三：有限元分析主要是分析啥 ，有什么具体用处哦？ 有限元主要是一种算法，基本思想是数学上的微分思想，例如ANSYS就是一大型通用有限元分析软件，我们可以利用有限元分析结构、流体、电厂、磁场、声场等等。。。

问题四：有限元分析有用吗 有用啊

问题五：学习有限元分析有用吗 如果对结构有限元分析感兴趣，应该从材料力学、弹性力学开始。对应力、应变、平衡方程、本构关系、位移－应变关系等知识有了了解以后，可以学习变分法的知识，看钱伟长先生的《变分法及有限元》。有了力学和变分学基础，就可以看一些比较基础的有限元书籍了，比如Zienkiewicz先生的《有限元方法》（有中文版），里面用到的数学知识不多。如果想对有限元的收敛性分析、稳定性分析有比较深入的了解，需要看有限元数学理论方面的专著，这时需要对泛函分析、Sobolev空间比较熟悉。当然只想解决工程问题，不必往这个方向发展。

问题六：有限元分析到底有没有用 多少都有点用处吧

问题七：常用的有限元分析软件有什么？ 它们拥有丰富完善的单元库、 材料模型库和求解器，并且具有相对独立的前、后处理模块，可以独立完成多学科、多领域的工程分析问题。其缺点是前处理模块中的几何建模功能不强，无法完成复杂模型的建模，因此降低了结构分析结果的可信度。一些流行的三维设计软件却具有极强的几何模型的建模功能，如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。这些三维设计软件可以完成一些复杂的几何模型的建模工作。为了克服通用有限元分析软件建模功能较弱的缺点，当前普遍采用软件间的数据转换，即采用三维设计软件进行精确的三维建模，通过标准数据接口将模型以IGES、DXF或 STEP格式读入到通用有限元分析软件中，然后通过该软件进行精确的计算。

问题八：有限元分析用什么软件最好？ 简单的分析，UG，Pro-E，Catia都是可以的。要是复杂分析的话看你应用的场合了。固体分析的话就是ansys和abaqus，如果是强非线性过程的话那就首选abaqus。流固耦合问题是adina和abaqus，不过推荐adina。流体分析的话是flunt。电场分析推荐ansys。这些软件都不太好学，如果你要用abaqus的话建议去买石益平的书，都很不错的。

问题九：ANSYS有限元分析软件具体是做什么用的啊 是在建模基础上 对应力进行有限元分析 然后得出各个部分的应变安装软件以后 多看看教程慢慢学 复杂的有限元分析掌握确实有点难 毕竟万事开头难嘛简单的Ansys功能不难掌握

问题十：有限元分析是什么东西 有限元是一门技术，一个新手经过一定的技术训练可以很好的掌握有限元分析的技术。但是，做有限元分析要想得到可靠的、合理的结果则必须做到以下几点：
1）掌握相关的理论知识，比如力学知识、电磁学等，这要看你具体分析哪一类型的问题
2）积累必要的经验，比如有限元网格质量的控制、接触参数的定义、时间步控制、收敛控制等等
反复考察与模型或程序相关的东西