Question

有限元分析是什么？

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有限元分析是对生活中的各种现象的一个模拟仿真，以前在没有有限元分析的时候，工程师们对于几何形状比较复杂和奇异的结构进行相应的力学会很困难，甚至基本上无法求解。这是因为对于奇异结构来说，建立描述全域的控制方程很多时候是不可能的。有限元是将奇异结构进行有限的离散成一个个小块（单元），再对这种标准的小块建立控制方程，单元上有相应的节点，例如六面体单元的8个顶点就是相应的8个节点（不同单元节点数不同）。节点是用来传递各种力学信息的点，节点之间的力学信息是通过插值函数来实现的（有多种插值函数）。完成以上离散过程后，也就是对每一个单元的控制方程（矩阵形式），进行组装，把相应的边界条件和外载荷带入组装的的总方程中，通过相应的算法，计算出变形，应力，应变，等。当然，这是最简单的结构静力分析过程，有限元的思想可以应用到很多领域，电磁，流体，结构，振动，冲击，复合材料，声学，优化等等…