有限元學(xué)習(xí)筆記
短短八周的有限元課已經(jīng)結(jié)束。關(guān)于有限元，我一直停留在一個(gè)很模糊的概念。我知道這是一個(gè)各個(gè)領(lǐng)域都必須涉及的點(diǎn)，只要有關(guān)于CAE分析的，幾乎都要涉及有限元�？傮w來說，這是一門非常重要又有點(diǎn)難度的課程。
有限元方法(finite element method) 或有限元分析(finite element analysis)，是求取復(fù)雜微分方程近似解的一種非常有效的工具，是現(xiàn)代數(shù)字化科技的一種重要基礎(chǔ)性原理。將它用于在科學(xué)研究中，可成為探究物質(zhì)客觀規(guī)律的先進(jìn)手段。將它應(yīng)用于工程技術(shù)中，可成為工程設(shè)計(jì)和分析的可靠工具。本課程教學(xué)基本內(nèi)容有固體力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)簡(jiǎn)介；有限元法基礎(chǔ)；桁架、梁、剛架、二維固體、板和殼、三維固體的有限元法；建模技術(shù)；熱傳導(dǎo)問題的有限元分析；PATRAN軟件的使用.
通過有限元分析課程學(xué)習(xí)使我了解和掌握了一些有限元知識(shí)：
1．簡(jiǎn)要了解二維和三維固體以及桁架、梁和板結(jié)構(gòu)的三組基本力學(xué)方程，即表示位移-應(yīng)變關(guān)系的幾何方程，表示應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的本構(gòu)方程和表示內(nèi)力-外力關(guān)系的平衡方程。
2．了解利用能量法形成有限元離散系統(tǒng)方程的'基本原理，即哈密爾頓原理。掌握有限元分
析的基本方法及步驟，包括域的離散、位移插值、構(gòu)造形函數(shù)、單元有限元方程的建立、坐標(biāo)變換、整體有限元方程的組裝、整體有限元方程的求解技術(shù)。 3．具體深入的了解并掌握桁架結(jié)構(gòu)、梁結(jié)構(gòu)、剛架結(jié)構(gòu)、二維固體、板和殼結(jié)構(gòu)、三維固體的有限元法分析技術(shù)，包括他們具體的形函數(shù)構(gòu)造，應(yīng)變矩陣，局部坐標(biāo)系和整體坐標(biāo)系中的單元矩陣。各種結(jié)構(gòu)的實(shí)例研究。
4．了解并掌握建立高質(zhì)量建模所涉及的各種關(guān)鍵技術(shù)。包括單元類型的選擇，單元畸形的限制，不同階數(shù)單元混用時(shí)網(wǎng)格的協(xié)調(diào)性問題，對(duì)稱性的應(yīng)用（平面對(duì)稱、軸對(duì)稱、旋轉(zhuǎn)對(duì)稱、重復(fù)對(duì)稱），由多點(diǎn)約束方程形成剛域及應(yīng)用（模擬偏移、不同自由度單元的連接、網(wǎng)格協(xié)調(diào)性的施加）等，以及多點(diǎn)約束方程的求解。 以PATRAN有限元通用軟件為例了解一般商業(yè)有限元軟件的組成及結(jié)構(gòu)。掌握PATRAN軟件的基本使用。利用PATRAN軟件上機(jī)實(shí)踐完成兩個(gè)上機(jī)練習(xí)：剛架結(jié)構(gòu)有限元分析和三維固體有限元分析。
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