有限元分析是什么 在机械设计上有什么用(什么是有限元分析？)

有限元分析是什么 在机械设计上有什么用

涵义：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。 在机械设计上的作用：有限元分析就是分析零件的结构，分析怎么设计才能用最少材料做出最稳定的精度。一般是 proe，UG,SW建模再转到ANSYS进行分析。可以分析受力情况看看最高承受多大的力，频率，看看在不同频率下的变形量，还有受热分析等。 不过ANSYS99文版的。 扩展资料： 有限元分析的基本步骤通常为： 第一步 前处理。根据实际问题定义求解模型，包括以下几个方面: (1) 定义问题的几何区城：根据实际问题近似确定求解域的物理性质和几何区域。 (2) 定义单元类型: (3) 定义单元的材料属性: (4) 定义单元的几何属性，如长度、面积等； (5) 定义单元的连通性: (6) 定义单元的基函数; (7) 定义边界条件: (8) 定义载荷。 第二步 总装求解: 将单元总装成整个离散城的总矩阵方程(联合方程组)。总装是在相邻单元结点进行。状志变量及其导数(如果可能)连续性建立在结点处。联立方程组的求解可用直接法、选代法。求解结果是单元结点处状态变量的近似值。 第三步 后处理: 对所求出的解根据有关准则进行分析和评价。后处理使用户能简便提取信息，了解计算结果。 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：搜狗百科-有限元分析

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

我是机床行业的 有限元分析就是分析零件的结构，分析怎么设计才能用最少材料做出最稳定的精度。一般是 proe，UG,SW建模再转到ANSYS进行分析。可以分析受力情况看看最高承受多大的力，频率，看看在不同频率下的变形量，还有受热分析等。 不过ANSYS99文版的

说白了，就是设计的产品仿真它的运行情况，看他的受力变形，震动等实际相比符不符合，或者对新设计的产品进行改进后进行分析仿真

什么是有限元分析？

有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）的基本概念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。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。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。 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。 对于不同物理性质和数学模型的问题，有限元求解法的基本步骤是相同的，只是具体公式推导和运算求解不同。有限元求解问题的基本步骤通常为： 第一步：问题及求解域定义：根据实际问题近似确定求解域的物理性质和几何区域。 第二步：求解域离散化：将求解域近似为具有不同有限大小和形状且彼此相连的有限个单元组成的离散域，习惯上称为有限元网络划分。显然单元越小（网络越细）则离散域的近似程度越好，计算结果也越精确，但计算量及误差都将增大，因此求解域的离散化是有限元法的核心技术之一。 第三步：确定状态变量及控制方法：一个具体的物理问题通常可以用一组包含问题状态变量边界条件的微分方程式表示，为适合有限元求解，通常将微分方程化为等价的泛函形式。 第四步：单元推导：对单元构造一个适合的近似解，即推导有限单元的列式，其中包括选择合理的单元坐标系，建立单元试函数，以某种方法给出单元各状态变量的离散关系，从而形成单元矩阵（结构力学中称刚度阵或柔度阵）。 为保证问题求解的收敛性，单元推导有许多原则要遵循。 对工程应用而言，重要的是应注意每一种单元的解题性能与约束。例如，单元形状应以规则为好，畸形时不仅精度低，而且有缺秩的危险，将导致无法求解。 第五步：总装求解：将单元总装形成离散域的总矩阵方程（联合方程组），反映对近似求解域的离散域的要求，即单元函数的连续性要满足一定的连续条件。总装是在相邻单元结点进行，状态变量及其导数（可能的话）连续性建立在结点处。 第六步：联立方程组求解和结果解释：有限元法最终导致联立方程组。联立方程组的求解可用直接法、选代法和随机法。求解结果是单元结点处状态变量的近似值。对于计算结果的质量，将通过与设计准则提供的允许值比较来评价并确定是否需要重复计算。 简言之，有限元分析可分成三个阶段，前处理、处理和后处理。前处理是建立有限元模型，完成单元网格划分；后处理则是采集处理分析结果，使用户能简便提取信息，了解计算结果。 参考资料：智造中国

有限元分析软件编辑词条 　    有限元分析是对于结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。　　有限元分析软件目前最流行的有：ansys、adina、abaqus、msc四个比较知名比较大的公司，其中adina、abaqus在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ansys、msc进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除adina以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有adina。　　ansys是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。abaqus专注结构分析目前没有流体模块。msc是比较老的一款软件目前更新速度比较慢。adina是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。　　结构分析能力排名：1、abaqus、adina、msc、ansys　　流体分析能力排名：1、ansys、adina、msc、abaqus　　耦合分析能力排名：1、adina、ansys、msc、abaqus　　性价比排名：最好的是adina，其次abaqus、再次ansys、最后msc　　abaqus软件与ansys软件的对比分析　　1． 在世界范围内的知名度：　　两种软件同为国际知名的有限元分析软件，在世界范围内具有各自广泛的用户群。ansys软件在致力于线性分析的用户中具有很好的声誉，它在计算机资源的利用，用户界面开发等方面也做出了较大的贡献。abaqus软件则致力于更复杂和深入的工程问题，其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可。　　由于ansys产品进入中国市场早于abaqus，并且在五年前ansys的界面是当时最好的界面之一，所以在中国，ansys软件在用户数量和市场推广度方面要高于abaqus。但随着abaqus北京办事处的成立，abaqus软件的用户数目和市场占有率正在大幅度和稳步提高，并可望在今后的几年内赶上和超过ansys。　　2． 应用领域：　　ansys软件注重应用领域的拓展，目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。abaqus则集中于结构力学和相关领域研究，致力于解决该领域的深层次实际问题。　　3． 性价比　　ansys软件由于价格政策灵活，具有多种销售方案，在解决常规的线性及耦合问题时，具有较好的性价比。但在实际工程中，非线性是比线性远为普遍的自然现象，线性通常只是非线性的理想化假设。随着研究水平的提高和研究问题的深入，非线性问题必然成为工程师和研究人员面临的课题，并成为制约深入研究和精确设计的瓶颈。购买abaqus软件可以很好地解决这些问题，缩短研制周期、减少试验投入，避免重新设计。工欲善其事，必先利其器，使用不恰当或低档的分析工具进行工作的成本要远超过使用合适工具的成本。因此，从综合效益和长远效益而言，abaqus软件的经济性也是非常突出的。　　4． 求解器功能　　对于常规的线性问题，两种软件都可以较好的解决，在模型规模限制、计算流程、计算时间等方面都较为接近。　　abaqus软件在求解非线性问题时具有非常明显的优势。其非线性涵盖材料非线性、几何非线性和状态非线性等多个方面。　　另外，由于abaqus/standard(通用程序)和abaqus/explicit(显式积分)同为abaqus公司的产品，它们之间的数据传递非常方便，可以很容易地考虑预紧力等静力和动力相结合的计算情况。　　abaqus软件的求解器是智能化的求解器，可以解决其它软件不收敛的非线性问题，其它软件也收敛的非线性问题，abaqus软件的计算收敛速度较快，并更加容易操作和使用。　　5． 人机交互界面　　abaqus/cae是abaqus公司新近开发的软件运行平台，他汲取了同类软件和cad软件的优点，同时与abaqus求解器软件紧密结合。　　与其他有限元软件的界面程序比，abaqus/cae具有以下的特点：　　l 采用cad方式建模和

有限元分析的基本步骤是什么？

元计算FELAC有限元分析的基本步骤如下。1)建立研究对象的近似模型。　2)将研究对象分割成有限数量的单元 研究者很难从整体上分析对象系统，需要把对象系统分解成有限数量的、形式相同、相对简单的分区或组成部分，这个过程也被称为离散化。3)用标准方法对每个单元提出一个近似解 研究者能够比较容易地分析基本单元的行为，提出求解基本单元的方法。4)将所有单元按标准方法组合成一个与原有系统近似的系统 将基本单元组装成一个近似系统，在几何形状和性能特征方面可以近似地代表研究对象。5)用数值方法求解这个近似系统。 采用离散化之后，就不需要再求解复杂的偏微分方程组，而转换为求解线性方程组。数学家提出了许多求解大规模线性方程组的数值算法。6)计算结果处理与结果验证 由数值计算可以得到大量的数据，如何显示、分析数据并找到有用的结论是人们一直关系的问题。

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关于有限元分析？

有限元虽然常在工程分析中抄使用，但实际上不过是一种数学方法，它采用一定的方法将物理场进行离散求2113解，最后得到原物理场近似的结果。应力分析只是有限元计5261算的物理场中的一种（应力场），而有限元分析绝对不限4102于狭义的“应力”分析，比如有限元还可以计算：应变、位移、速度、加1653速度、压力、密度、温度、电磁场……

你这个问题就类似于：“既然有了计算器，为什么还要小学生学数学？” 软件只是一个工具而已，有限元分析工程师的高明与否不是主要看软件的熟练程度，而是在于对实际问题的抽象分析，抓取主要矛盾，合理选用分析模型和分析手段，结合实践经验，给出具有可信度的指导意见。 学有限元不是仅仅学软件！