有限元方法与ANSYS应用第1讲(2013修改).ppt

* * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的具体步骤与程式化 选择位移模式 位移法：选择节点位移作为基本未知量 （力法，混合法） 位移法易于实现计算编程，所以，在有限单元法中位移法应用范围最广。 * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的具体步骤与程式化 计算等效节点力  物体离散化后，假定力是通过节点从一个单元 传递到另一个单元。但是，对于实际的连续体，力是从单元的公共边传递到另一个单元中去的。 * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的具体步骤与程式化 计算等效节点力  因而，这种作用在单元边界上的表面力、体积力和集中力都需要等效的移到节点上去，也就是用等效的节点力来代 替所有作用在单元上的力。 * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的具体步骤与程式化 单元组集  利用结构的力平衡条件和边界条件把各个单元按原来的结构重新连接起来，形成整体的有限元方程。 “对号入座” * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的具体步骤与程式化 求解未知节点位移 可以根据方程组的具体特点来选择合适的近似数值计算方法，进行求解。 * * 有限元法分析的基本理论与方法 ★ 有限元方法概述 ★ 有限元分析的哲学思想 ★ 有限元分析的力学基础 ★ 有限元分析的数学原理 ★ 有限元案例分析 * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的哲学思想 ★工程问题的复杂性 ①形状和变形 ②边界 ③载荷 ④材料 ⑤环境 ⑥综合 * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的哲学思想 ★ 科学哲学的方法论 去伪存真， 相对论、矛盾论 由复杂到简单,再由简单到复杂。 化整为零，积零为整； 连续与离散 （单元的选择、单元的划分） * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的哲学思想 ★工程问题的复杂性 带有双键槽孔和10个通孔的20齿直齿圆柱齿轮 * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的哲学思想 ★工程问题的复杂性 客车车厢框架的三维计算模型 * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的哲学思想 ★ 科学哲学的方法论 多方法的综合应用： 力学基础——弹性力学 数学建模——数值离散 方程求解——加权残值或泛函极值 计算技术——分析软件 * * 有限元法分析的基本理论与方法 ★ 有限元方法概述 ★ 有限元分析的哲学思想 ★ 有限元分析的力学基础 ★ 有限元分析的数学原理 ★ 有限元案例分析 * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的力学基础 ★ 基本假定 连续性假定 均匀性假定 各向同性假定 线弹性假定 小变形假定（变形远小于物体几何尺寸） * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的力学基础 ★ 常用术语 变形体——受外力作用而产生形变者。 deformed body 任意两点之间相对运动 体 内 * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的力学基础 ★ 常用术语 单元——结构网格划分中的独立单元体。 常见单元类型： 一维：梁、杆单元 二维：三角形、四边形单元 三维：四、六面体，壳单元 * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的力学基础 ★ 常用术语 单元——结构网格划分中的独立单元体。 * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的力学基础 ★ 常用术语 节点——确定单元形状的点。 节点数与单元类型的对应关系？ 杆单元： 2个节点 三角单元：3个节点 …… * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的力学基础 ★ 常用术语 载荷——结构所受的外部施加力。 常见载荷类型： 集中载荷： 分布载荷：一维、二维、三维 * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的力学基础 ★ 常用术语 边界条件——结构边界上所受的约束。 常见边界条件类型： 位移边界条件： 力边界条件： 混合边界条件： * * 有限元法分析的基本理论与方法 有限元分析的力学基础 ★ 常用术语 力学变