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有限元基本概念 概念 把一个原来是连续的物体划分为有限个单元，这些单元通过有限个节点相互连接，承受与实际载荷等效的节点载荷，并根据力的平衡条件进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合成能够整体进行综合求解。有限元法的基本思想—离散化。 节点 单元 载荷 约束 分析类型 线性静态结构分析基础 对于一个线性静态结构分析（ Linear Static Analysis ），位移{x}由下面的矩阵方程解出： 设： [K] 是一个常量矩阵 假设是线弹性材料行为 使用小变形理论 可能包含一些非线性边界条件 {F}是静态加在模型上的 不考虑随时间变化的力 不包含惯性影响 （质量、阻尼） 记住关于线性静态结构分析的假设是很重要的。 分析流程操作 导入模型 建立局部坐标系 定义材料属性 网格划分 施加载荷与约束 求解 后处理 导入模型 方法一：直接从所支持的CAD软件系统进入。 方法二：从Simulation模型的From File…导入。 建立局部坐标系 目的：便于施加载荷与约束 A 结构树中的操作 1、在结构树中添加坐标系分支 选中结构树的Model，点击右键，选取Insert-Coordinate Systems， 便在该分支中插入了该项，展开该项出现Global Coordinate System， 此为总体坐标系。 2、添加局部坐标系 选中上一步骤添加的Coordinate Systems， 点击右键，选取Insert-Coordiante System，便在该分支中插入了局部坐标系项。 建立局部坐标系 B 属性窗口中的设置 3、定义原点 在图形窗口中，选取模型上的元素， 在属性窗口的originGeometry栏黄色区 域出现Click to Change，点击该处。 4、定义坐标轴 在属性窗口的Principal Axis中，设置 Axis—所需坐标轴 Define By—Geometry Selection选取模型上的 元素作为该坐标轴，点击属性窗口中呈现黄色的Click to Change模 型上便出现该坐标轴，观察该轴方向是否为所需方向，若不是，则 建立局部坐标系 再次点击Click to Change，在图形窗口的左下方将出现 图标，点 击该图标更改方向，然后单击属性窗口中的Apply按钮。 5、定义另一坐标轴。 在属性窗口的Orientation About Principal Axis中，设置Axis为所 需另一坐标轴，其余操作与上一步定义坐标轴的步骤一致。 定义材料属性 1、打开Simulation Wizard向导，选择 View菜单的Windows，选择Windows 中的Simulation Wizard。 2、在向导中选择Verify Materials，软件 自动对模型的所有组成零件自检。 3、自检完成后，在属性窗口的Definition的Materials下拉项中进行材料的设置。 New Material：定义新材料。进入该项后出现Engineering Data模块， 在该模块中用户可以自行输入杨氏模量、泊松比、密 度、热膨胀系数等。 Import：在材料列表中选择材料。包括钢材、混凝土、灰铸铁等。 注：软件默认的材料是钢材Structural Steel，一般情况下不需要进行材料的重 新设置，采用默认的即可。 网格控制 目的：实现几何模型 有限元模型的转化 原则：整体网格控制 局部网格细化 用户需要权衡计算成本和网格划分份数之间的矛盾。细密的网格可以 使结果更精确，但是会增加计算时间和需要更大的存储空间。由于有限元 分析是依靠节点来传递载荷和约束，所以网格质量的好坏直接影响到求解 结果的准确度，网格划分是至关重要的前处理步骤之一。 一般如果不对模型进行网格控制，在求解开始时会自动生成系统默认 的网格。但此时的网格质量一般无法满足求解精度的要求，为获得高质量 的网格，一般先从整体控制网格然后再对局部网格进行细化。 网格控制 具体操作：选中结构树的Mesh项，点击鼠标右键，选择Insert，弹出 对网格进行控制的各分项，一般只需设置网格的形式（Method）