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有限元分析是设计人员在计算机上调用有限元程序完成的。了解所用程序的功能、限制以及支持软件运行的计算机硬件环境。 分析者的任务： 建立有限元模型、进行有限元分析并解决分析中出现的问题以及计算后的数据处理。;车架;发动机主轴承座;教堂有限元分析;腰脊柱有限元模型; 心脏瓣膜; ANSYS有限元分析软件 1) 结构静力和动力分析 静力分析包括线性、非线性(塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触面) 动力分析包括： ①模态分析——结构频率和模态形状 ②瞬态动力分析——有全瞬态动力方法、凝聚法和模态迭加法三种方法 ③谐波响应分析——求解线性结构承受正弦变化载荷的影响 ④响应谱分析——求解冲击载荷条件下的结构响应 ⑤随机振动分析——研究结构对随机激励的响应 ; 2) 结构非线性分析 在静态和瞬态分析中，考察多种非线性(材料、几何和单元非线性)的影响 ①材料非线性分析——用非线性应力—应变关系表征的塑性、多线性、弹性、超弹性以及应变与其他因素(时间、温度等)有关的粘塑性、蠕变、膨胀、粘弹性。非线性材料性质用Newton-Raphson方法解决 ②几何非线性分析——解决几何非线性问题：大变形、大应变、应力刚化和旋转软化。模拟汽车碰撞和物体下落过程 ; 3) 热分析 4) 电场分析和压电分析 5) 电磁场分析和耦合场分析 6) 流体动力学分析 ;二、有限元分析过程 ;有限元分析过程：3个阶段 ; 有限元模型除节点、单元外，还包含本身所具有的边界条件(约束条件、外载等) 有限元模型的基本构成：;2．单元数据 (1)单元编号 (2)组成单元的节点编号 (3)单元材料特性值 (4)单元物理特性值 定义单元本身的物理特性和辅助几何参数，如弹簧单元的刚度系数、间隙单元的间距、集中质量单元的质量、板壳单元厚度和曲率半径等。 (5)一维单元的截面特性值 截面特性包括截面面积、惯性矩、极惯性矩、弯心位置、剪切面积比等，截面特性通常由定义的截面形状和大小由软件自动求出。 (6)相关几何数据 描述单元本身的一些几何特征，如单元材料的主轴方向、梁单元端节点的偏移量和截面方位、刚体单元自由度释放码等。; 3．边界条件数据 边界条件数据用于描述结构的实际工况条件。 (1)位移约束数据 规定模型中节点、节点自由度上的位移受到约束条件的限制以及约束的类型和大小。 (2)载荷条件数据 定义模型中节点载荷、单元棱边载荷和面力、体力以及温度载荷作用的位置、方向和大小。 (3)热边界条件数据 定义模型中节点温度、热流、对流换热和辐射换热的位置、大小或作用规律。 (4)其它边界条件数据 定义模型中的主从自由度、连接自由度或运动自由度等其它用于分析的边界条件。;固定端杆件的受力 a-工程系统；b-有限元模型;四、建立有限元模型的一般过程;例：180mm?240mm 的矩形板，中心开孔的半径为30mm，受长向拉伸力40N/mm2。材料性质 E=2.07?105 N/mm2，μ＝0.3; 1.1? 有限元分析结果的误差 1)理论模型本身的误差 ——几何变形线性化假设对于薄板弯曲问题的误差。 2)理论模型有限元离散近似误差 ——低维模型近似、边界条件近似、载荷条件近似和几何形状近似等引起的误差；几何方程、物理方程、平衡方程等近似引起的误差。 3)有限元分析的线性代数方程组求解过程的误差 ——单元刚度矩阵数值积分、迭代计算近似误差等。 4)有限元软件系统的编程误差; 1.2 有限元模型的性能指标 有限元模型是借助于计算机进行分析的离散近似模型。线性静力问题，包括有限元网格的离散点组成的近似几何模型，由材料力学特性数据和单元刚度矩阵表达的变形应力近似、外载荷近似和边界条件近似。 要控制和减小误差，有限元模型应满足性能指标： 1)可靠性 ——简化模型的变形和受力及力的传递等与实际结构一致。如应力应变、连接条件和边界条件等，均应与实际结构相符合。 确定模型的可靠性判断准则： 物理力学特性保持；相应的数学特性保持。; 2)精确性 ——有限元解的近似误差与分片插值函数的逼近论误差呈正比。在建立有限元模型时，根据问