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结构分析基础篇 一、总体介绍 进行有限元分析的基本流程： .分析前的思考 采用哪种分析(静态，模态，动态...） 模型是零件还是装配件(零件可以 形成装配件，有时为了划分六面体网格采用零件，但零件间需定义接触) 单元类型选择(线单元，面单元还是实体单元) 是否可以简化模型(如镜像对称，轴对称) .预处理 建立模型 定义材料 划分网格 施加载荷及边界条件 .求解 .后处理 查看结果(位移，应力，应变，支反力) 根据标准规范评估结构的可靠性 优化结构设计 高阶篇： 一、结构的离散化 将结构或弹性体人为地划分成由有限个单元，并通过有限个节点相互连接的离散系统。这一步要解决以下几个方面的问题: 、选择一个适当的参考系，既要考虑到工程设计习惯，又要照顾到建立模型的方便。、根据结构的特点，选择不同类型的单元。对复合结构可能同时用到多种类型的单元，此时还需要考虑不同类型单元的连接处理等问题。、根据计算分析的精度、周期及费用等方面的要求，合理确定单元的尺寸和阶次。、根据工程需要，确定分析类型和计算工况。要考虑参数区间及确定最危险工况等问题。、根据结构的实际支撑情况及受载状态，确定各工况的边界约束和有效计算载荷。二、选择位移插值函数?、位移插值函数的要求在有限元法中通常选择多项式函数作为单元位移插值函数，并利用节点处的位移连续性条件，将位移插值函数整理成以下形函数矩阵与单元节点位移向量的乘积形式。 位移插值函数需要满足相容（协调）条件，采用多项式形式的位移插值函数，这一条件始终可以满足。但近年来有人提出了一些新的位移插值函数，如：三角函数、样条函数及双曲函数等，此时需要检查是否满足相容条件。、位移插值函数的收敛性（完备性）要求：?） 位移插值函数必须包含常应变状态。 ）位移插值函数必须包含刚体位移。 、复杂单元形函数的构造对于高阶复杂单元，利用节点处的位移连续性条件求解形函数，实际上是不可行的。因此在实际应用中更多的情况下是利用形函数的性质来构造形函数。形函数的性质：）相关节点处的值为 ，不相关节点处的值为 。）形函数之和恒等于 。 这里我们称 为 的相关节点， 为 的相关节点，其它点均为不相关节点。 三、 单元分析 目的：计算单元弹性应变能和外力虚功。使用最小势能原理，需要计算结构势能，由弹性应变能和外力虚功两部分构成。结构已经被离散，弹性应变能可以由单元弹性应变能叠加得到，外力虚功中的体力、面力都是分布在单元上的，也可以采用叠加计算。 、计算单元外力功? 从前面推导可以看出： 单元弹性应变能可计算的部分只有单元刚度矩阵，单元外力虚功可计算的部分只有单元等效体力载荷向量和等效面力载荷向量。在实际分析时并不需要进行上述推导，只需要将假定的位移插值函数代入本节推导得出的单元刚度矩阵、等效体力载荷向量和等效面力载荷向量的计算公式即可。所以我们说有限元分析的第三步是计算单元刚度矩阵、等效体力载荷向量和等效面力载荷向量。 几点说明：）单元刚度矩阵具有正定性、奇异性和对称性三各重要特性。所谓正定性指所有对角线元素都是正数，其物理意义是位移方向与载荷方向一致；奇异性是说单元刚度矩阵不满秩是奇异矩阵，其物理意义是单元含有刚体位移；对称性是说单元刚度矩阵是对称矩阵，程序设计时可以充分利用。）按照本节公式计算的单元等效体力载荷向量和等效面力载荷向量称为一致载荷向量。实际分析时有时也采用静力学原理计算单元等效体力载荷向量和等效面力载荷向量，实际应用表明在大多数情况下，这样做可以简化计算，同时又基本上不影响分析结果。  二、预处理总述 、实体分析可是或，分析采用的高阶单元(或)划分的四面体()或六面体()单元，分析采用的高阶单元的三角形()或四边形()单元，分析时需要在创建项目时在的分析类型项选择,实体分析得每个节点结构上只有个自由度，如下图所示 、面体分析几何上是但离散元是，通常面体厚度给予赋值。面体网格划分采用壳单元，具有个自由度。 、线体几何上是,离散元是,截面形状可通过 进行设置， 线体网格划分采用梁单元，具有个自由度。 、同个下的所有共享相交边界，网格划分时共用交界上的节点，不需要设置接触。 、的使用技巧，在模块下，可点击右键 ， 一般的选择方法可用几何选取，直接在模型上鼠标点选。另一种实用的选取方法为，可以添加多种条件进行筛选，模型划分网格后，可以精确到对每个单元的选取。 三、网格划分 、选项控制网格的精度，值在到间，越小越粗糙，越大越精密。 控制中间点的精度， 控制整个模型的最大单元尺寸。 、网格的高级尺寸控制 接近度和曲度结合控制 曲度 邻近度 固定尺寸 曲度对于一些含曲线特征的几何体，可以控制其划分网格的精密度 邻近度可以控制某个区域两个邻近的几何特征间的网格划分密度 、网格的高级选项 形状检测：标准力学