本文作者:鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

有限元法中,,3節(jié)點(diǎn)三角形和8節(jié)點(diǎn)四邊形單元的特點(diǎn)(有限元法計(jì)算節(jié)點(diǎn)位移)

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有限元法中,3節(jié)點(diǎn)三角形和8節(jié)點(diǎn)四邊形單元的特點(diǎn)

三節(jié)點(diǎn)單元是一次線性的而四邊8節(jié)點(diǎn)是二次分線性的,,準(zhǔn)確啊

為什么說(shuō)節(jié)點(diǎn)的能力是有限的

節(jié)點(diǎn)是連接點(diǎn)牢固性差于整體所以節(jié)點(diǎn)能力是有限的。

ansys應(yīng)力分析云圖,請(qǐng)解釋一下下圖的含義.如題.單元類(lèi)型為beam.請(qǐng)問(wèn),我們能從應(yīng)力云圖中得到哪些對(duì)設(shè)計(jì)有意義的數(shù)據(jù)

可以從圖中看到最大應(yīng)力,即紅色區(qū)域的值,上面有數(shù)據(jù),然后與材料的許用應(yīng)力相比較,如果在允許的范圍內(nèi),則可以判斷出滿(mǎn)足材料的強(qiáng)度要求.還可以看最大變形,在通過(guò)計(jì)算求得剛度,與材料的許用剛度比較,同樣可以判斷剛度是否滿(mǎn)足要求.
但我看你的是單元的最大應(yīng)力,我們一般看的是節(jié)點(diǎn)應(yīng)力~

什么是有限元

原發(fā)布者:zimo0907

有限元方法有限元法是求解偏微分方程問(wèn)題的一種重要數(shù)值方法,,它的基礎(chǔ)分兩個(gè)方面:一是變分原理,,二是剖分插值.從第一方面看,有限元法是Ritz-Galerkin方法的一種變形.它提供了一種選取“局部基函數(shù)”的新技巧,,從而克服了Ritz-Galerkin方法選取基函數(shù)的固有困難.從第二方面看,,它是差分方法的一種變形.差分法是點(diǎn)近似,,它只考慮在有限個(gè)離散點(diǎn)上函數(shù)值,而不考慮在點(diǎn)的鄰域函數(shù)值如何變化,;有限元方法考慮的是分段(塊)的近似.因此有限元方法是這兩類(lèi)方法相結(jié)合,,取長(zhǎng)補(bǔ)短而進(jìn)一步發(fā)展了的結(jié)果.在幾何和物理?xiàng)l件比較復(fù)雜的問(wèn)題中,有限元方法比差分方法有更廣泛的適應(yīng)性.2§7.兩點(diǎn)邊值問(wèn)題的有限元方法本節(jié)以?xún)牲c(diǎn)邊值問(wèn)題為例,,并從Ritz法和Galerkin法兩種觀點(diǎn)出發(fā)來(lái)敘述有限元法的基本思想及解題過(guò)程.7.1基于Ritz法的有限元方程考慮兩點(diǎn)邊值問(wèn)題dduLu(p)quf,dxdxu(b)0u(a)0,axb,(7.1)(7.2)其中,,pxC1a,b,p0,qCa,b,q0,fCa,b31.寫(xiě)出Ritz形式的變分問(wèn)題與邊值問(wèn)題(7.1)、(7.2)等價(jià)的變分問(wèn)題是:1求u*HE,,使Ju*minJu1其中,,uHE1Juau,uf,u2b(7.3)bdudvau,vpquvdx,f,uafudx.a

什么是有限元

有限元是那些集合在一起能夠表示實(shí)際連續(xù)域的離散單元,。有限元的概念早在幾個(gè)世紀(jì)前就已產(chǎn)生并得到了應(yīng)用,例如用多邊形(有限個(gè)直線單元)逼近圓來(lái)求得圓的周長(zhǎng),,但作為一種方法而被提出,,則是最近的事。有限元法最初被稱(chēng)為矩陣近似方法,,應(yīng)用于航空器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算,,并由于其方便性、實(shí)用性和有效性而引起從事力學(xué)研究的科學(xué)家的濃厚興趣,。經(jīng)過(guò)短短數(shù)十年的努力,,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和普及,有限元方法迅速?gòu)慕Y(jié)構(gòu)工程強(qiáng)度分析計(jì)算擴(kuò)展到幾乎所有的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,,成為一種豐富多彩,、應(yīng)用廣泛并且實(shí)用高效的數(shù)值分析方法。
有限元方法與其他求解邊值問(wèn)題近似方法的根本區(qū)別在于它的近似性?xún)H限于相對(duì)小的子域中,。20世紀(jì)60年代初首次提出結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算有限元概念的克拉夫(Clough)教授形象地將其描繪為:“有限元法=Rayleigh Ritz法+分片函數(shù)”,,即有限元法是Rayleigh Ritz法的一種局部化情況。不同于求解(往往是困難的)滿(mǎn)足整個(gè)定義域邊界條件的允許函數(shù)的Rayleigh Ritz法,,有限元法將函數(shù)定義在簡(jiǎn)單幾何形狀(如二維問(wèn)題中的三角形或任意四邊形)的單元域上(分片函數(shù)),,且不考慮整個(gè)定義域的復(fù)雜邊界條件,這是有限元法優(yōu)于其他近似方法的原因之一,。
對(duì)于不同物理性質(zhì)和數(shù)學(xué)模型的問(wèn)題,,有限元求解法的基本步驟是相同的,只是具體公式推導(dǎo)和運(yùn)算求解不同,。有限元求解問(wèn)題的基本步驟通常為:
第一步:?jiǎn)栴}及求解域定義:根據(jù)實(shí)際問(wèn)題近似確定求解域的物理性質(zhì)和幾何區(qū)域,。
第二步:求解域離散化:將求解域近似為具有不同有限大小和形狀且彼此相連的有限個(gè)單元組成的離散域,習(xí)慣上稱(chēng)為有限元網(wǎng)絡(luò)劃分。顯然單元越?。ňW(wǎng)絡(luò)越細(xì))則離散域的近似程度越好,,計(jì)算結(jié)果也越精確,但計(jì)算量及誤差都將增大,,因此求解域的離散化是有限元法的核心技術(shù)之一,。
第三步:確定狀態(tài)變量及控制方法:一個(gè)具體的物理問(wèn)題通常可以用一組包含問(wèn)題狀態(tài)變量邊界條件的微分方程式表示,,為適合有限元求解,,通常將微分方程化為等價(jià)的泛函形式。
第四步:?jiǎn)卧茖?dǎo):對(duì)單元構(gòu)造一個(gè)適合的近似解,,即推導(dǎo)有限單元的列式,,其中包括選擇合理的單元坐標(biāo)系,建立單元試函數(shù),,以某種方法給出單元各狀態(tài)變量的離散關(guān)系,,從而形成單元矩陣(結(jié)構(gòu)力學(xué)中稱(chēng)剛度陣或柔度陣)。
為保證問(wèn)題求解的收斂性,,單元推導(dǎo)有許多原則要遵循,。 對(duì)工程應(yīng)用而言,重要的是應(yīng)注意每一種單元的解題性能與約束,。例如,,單元形狀應(yīng)以規(guī)則為好,畸形時(shí)不僅精度低,,而且有缺秩的危險(xiǎn),,將導(dǎo)致無(wú)法求解。
第五步:總裝求解:將單元總裝形成離散域的總矩陣方程(聯(lián)合方程組),,反映對(duì)近似求解域的離散域的要求,,即單元函數(shù)的連續(xù)性要滿(mǎn)足一定的連續(xù)條件??傃b是在相鄰單元結(jié)點(diǎn)進(jìn)行,,狀態(tài)變量及其導(dǎo)數(shù)(可能的話(huà))連續(xù)性建立在結(jié)點(diǎn)處。
第六步:聯(lián)立方程組求解和結(jié)果解釋?zhuān)河邢拊ㄗ罱K導(dǎo)致聯(lián)立方程組,。聯(lián)立方程組的求解可用直接法,、選代法和隨機(jī)法。求解結(jié)果是單元結(jié)點(diǎn)處狀態(tài)變量的近似值,。對(duì)于計(jì)算結(jié)果的質(zhì)量,,將通過(guò)與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則提供的允許值比較來(lái)評(píng)價(jià)并確定是否需要重復(fù)計(jì)算。
簡(jiǎn)言之,,有限元分析可分成三個(gè)階段,,前處理,、處理和后處理。前處理是建立有限元模型,,完成單元網(wǎng)格劃分;后處理則是采集處理分析結(jié)果,,使用戶(hù)能簡(jiǎn)便提取信息,,了解計(jì)算結(jié)果。

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