有限元建模方法课件.ppt

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1、有限元建模方法1有限元建模概述2几何模型的建立3单元类型及单元特性4网格划分方法5边界条件定义有限元建模方法Kt{Pt}结果处理、显示、分析、求单元应力、应变载荷移置RK边界条件定义解线性方程组总刚集成单元分析结构离散ke前处理pre-processing求解solving后处理Post-processing1有限元建模概述一、有限元分析的三个阶段modelingPost-processingSolving(Calculating)PhysicalproblemOrD

2、esignEvaluateOptimizemodifyFiniteelementmodelresultsModelingAffectingtheresultaccuracy二、有限元建模的重要性AffectingthecalculatingprocessHighrequirementsforanalyststime-consuming—akeystageintheprocessoffiniteelementanalysisFiniteelementmodelNodedataElementdata

3、BoundaryconditiondatasolversInputdataShapeandmaterialInteractionwithoutside三、有限元模型的定义有限元模型节点数据单元数据边界条件数据节点编号坐标值坐标参考系代码位移参考系代码节点总数单元编号单元节点编号单元材料特性码单元物理特性值码单元截面特性位移约束数据载荷条件数据热边界条件数据码其它边界条件数据码相关几何数据四、有限元建模的基本原则1、保证精度原则单元数量最大变形四、有限元建模的基本原则1、保证精度原则单元数量最大变

4、形一次单元二次单元真实解四、有限元建模的基本原则2、控制规模原则1.计算时间2.存储容量3.计算精度4.其他测试分析问题定义有限元模型实际结构设计方案几何模型建立单元类型选择单元特性定义网格划分模型检查边界条件定义软件单元库计算结果比较模型修正五、建模的一般步骤ExampleofmodelingfixedCalculation:stress,deformation,reactionPlanestressstructureStaticanalysisLinear分析问题定义CADmodeldeta

5、ilsignoredGeometricmodelforFEAElementtype：3节点三角形平面应力单元单元类型选择Elementproperties：材料特性：E,µ单元厚度：t单元特性定义网格划分模型检查低质量单元畸形单元重合节点重合单元固定约束集中力边界条件定义ModelingSolvingPost-processingdeformationStressdistributionReaction2几何模型的建立一、几何模型的定义geometricdescriptionofanalyzed

6、objectsprovidinggeometricinformationformeshing一、几何模型的定义AnalyzedObjectMeshingGeometricmodeldomainCAD模型FEA几何模型二、形状处理方法ActualshapeExtractingProcesstheactualshapeGeometricmodel1、降维处理3D2DSimplifySolidmodelPlaneEasytomesh2、细节简化IgnoreDetailsDetailsAffecting

7、sizeandrelativedensityofmesh——relativelyverysmallConsiderationswhenignoringdetails1.Stressmagnitudeatdetails2.WhattoCalculate3、局部结构的利用4、对称性的利用对称轴TypesofsymmetryReflectionsymmetryCyclicsymmetry1.对称的基本形式ReflectionsymmetryCyclicsymmetryCyclicsymmetry2.对

8、称面上的位移条件（1）反射对称的位移条件当载荷是对称载荷时，对称面上的位移条件为：1)垂直于对称面的移动位移分量为零；2)方向矢量平行于对称面的转动位移分量为零。1)垂直于对称面的移动位移分量为零；2)方向矢量平行于对称面的转动位移分量为零。当载荷是逆对称载荷时，对称面上的位移条件为：1)平行于对称面的移动位移分量为零；2)方向矢量垂直于对称面的转动位移分量为零。1)平行于对称面的移动位移分量为零；2)方向矢量垂直于对称面的转动位移分量为零。(2)周期对称的位移条件(i=1，2，3，4，5)3单