资源描述：
《1-绪论-有限元法2012-1》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、有限元法史冬岩博士教授shidongyan@hrbeu.edu.cn哈尔滨工程大学机电学院CIMS2012秋CIMS,HEU,CHINA内容绪论杆系统梁系统一维单元和二维单元二维结构问题动力学问题课程安排课程安排总课时：32学时课堂讲授：26学时上机：6学时考试：闭卷考试成绩比例：期末考试50%上机大作业20%平时出勤20%随堂测试10%讲授方式幻灯片讲解实际操作演示上机操作参考资料1.S.Moaveni:FiniteElementAnalysis,TheoryandApplicationswithANSYS,1)PearsonEducation,Inc.,UpperSaddle
2、River,NewJersey,USA,2003ISBN7-5053-8679-4/TP50392.S.M.：王崧等译.有限元分析ANSYS理论与应用.北京:电子工业出版社,20053.曾攀：有限元分析及应用.北京:清华大学出版社,20044.张洪信：有限元基础理论与ANSYS应用.北京：机械工业出版社5.龙驭球：有限元法6.张国瑞：有限元法7.ANSYS应用软件书籍1.绪论1.1.目的1.2.工程问题1.3.数值方法1.4.有限元法和ANSYS历史回顾1.5.有限元直接公式法基本步骤1.6.最小势能原理1.1目的1.1目的1.1目的工程问题：结构热电磁1.2工程问题工程问题:物
3、理状态的数学模型1)微分方程2)约束条件初始条件1)精确解：单一部分--E,I,L特殊部分--w,M,F2)数值近似：有限差分法有限单元法表1.1,1.2,1.3微分方程约束条件梁的变形Y横向位移X1.3数值方法有限元法:阿基米德问题(约250B.C.):用内接正多边形的周长去逼近圆周长以求得π值。结构分析数值计算方法。理论基础牢靠，物理概念清晰，解题效率高，适应性强。机械产品动、静、热特性分析的重要手段。1.4有限元法和ANSYS的历史回顾1943年R.Courant用三角形区域上的多项式函数(形函数)解决扭转问题；1946年电子计算机问世，使结构分析发生重大变革；50年代由德
4、国工程师提出用能量原理和矩阵方法来计算航空器的结构强度，逐渐波及土木工程；1960年由R.H.Clough命名“有限单元法”FEM以来，有限元法蓬勃发展；在60年代初开发有限元分析程序；70年代初期诞生CAE软件，而紧接的30年则是CAE软件商品化的发展阶段。Software:ANSYS,ABCUS,DINA-LSSyst.nodalpointdispl.,reactionsatsupports,straindistribution,stressdistributionSolutionofthesystemofequationsunderconsiderationofBCs,th
5、atmeans,supportsandloadsAssemblyofthesystemstiffnessrelationSystemoflinearalgebraicequationselementstiffnessrelationEngineeringproblemforarealsolidorarealstructureFE-Model,thatis,discretisationthroughchoiceofelementtypeandmeshdesign(i)(i)FFMechanicallyequivalentmodelModelling1.5有限元法基本步骤(i+1)(
6、i+1)有限元法基本步骤三个阶段前处理阶段（Preprocessingphase）离散化成有限个单元；单元分析，单元基本公式（单元刚度）；整体分析，把单元集成整体，组装整体刚度矩阵；施加载荷、约束条件；求解阶段（Solution)5.求解线性或者非线性方程（linearornonlinearalgebraicequations），得到节点位移值（displacementvaluesatdifferentnodes；后处理Postprocessing6.得到其它结果，如应力、支反力。有限元常用术语单元(element)：有限元模型中每一个小的块体；线、三角形、四边形、四面体、六面体
7、；节点(node)：确定单元形状、表述单元特征、连接相邻单元的点；载荷(load)：外在施加的力或力矩；不同的学科有所区别；集中力、分布力、力矩、温度、磁场边界条件：结构在边界上受到的外加约束；初始条件：结构响应前所施加的初始速度、初始温度预应力。节点和单元节点:空间中的坐标位置，具有一定自由度和存在相互物理作用。单元:一组节点自由度间相互作用的数值、矩阵描述（称为刚度或系数矩阵)。单元有线、面或实体以及二维或三维的单元等种类。有限元模型由一些简单形状的单元组成，单元之间通过节点
