有限元分析 | SOLIDWORKS
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有限元分析
压力容器应力分析
后续步骤：
使用快速求解、与 CAD 集成的
可助您有效优化和验证每个设计步骤，从而确保较高的质量、性能和安全性。
和与 SOLIDWORKS CAD 紧密集成，可供您在设计过程中方便使用 —— 这将减少对成本高昂的样机的需求，消除返工和延迟，同时节省时间和开发成本。
有限元分析 (FEA) 概述
SOLIDWORKS Simulation 使用有限元方法的位移公式在内部和外部载荷下计算零部件的位移、应变和应力。通过使用四面体单元 (3D)、三角形单元 (2D) 和横梁单元来离散被分析的几何体，并通过直接稀疏求解器或迭代求解器对其进行解算。SOLIDWORKS Simulation 还提供了针对平面应力、平面应变、拉伸和轴对称选项的 2D 简化假设。SOLIDWORKS Simulation 可使用 h 或 p 自适应单元类型，该自适应方法可确保解算会收敛，这将为设计师和工程师带来巨大优势。
对于壳体网格划分，SOLIDWORKS Simulation 提供了一个称作 Shell Manager 的效率工具来管理零件或装配体文档的多壳体定义。它将工作流程改进为根据类型、厚度或材料来组织壳体，并允许更好地可视化和验证壳体属性。
通过与 SOLIDWORKS 3D CAD 集成，使用 SOLIDWORKS Simulation 的有限元分析可在网格划分过程中获知准确的几何体。网格与产品几何体的匹配度越高，分析结果就越准确。
由于大多数工业零部件都是由金属制成的，因此大多数 FEA 计算涉及金属零部件。对金属零部件的分析可由线性或非线性应力分析执行。您所使用的分析方法取决于您希望设计达到什么高度：
如果您想确保几何体保持在线弹性范围内（即，载荷一旦消除，组件将恢复到其原始形状），那么只要相对几何体而言旋转和位移较小，您就可以考虑采用。对于此类分析，通常将安全系数 (FoS) 作为设计目标。
在评估后屈服载荷循环对几何体产生的效应时，应执行。在这种情况下，应变硬化对残余应力和永久变形（变形）产生的影响应该是关注的重点。
由于其复杂载荷变形关系，应使用来分析非金属零部件（如塑料或橡胶零件）。
由于以下操作载荷，SOLIDWORKS Simulation 使用 FEA 方法来计算产品中的位移和应力：
零部件之间的接触
可从热力、流体和运动模拟算例中导入负载来执行多物理学分析。
利用 SOLIDWORKS Simulation，可以在四面单元（一阶和二阶）、三角单元（一阶和二阶）、横梁单元和桁架单元中网格化 CAD 几何体。网格可由一类单元构成，也可以由多类单元构成（混合网格）。实体单元本质上适用于大模型。壳体单元本质上适用于对薄零件（如钣金）进行建模，横梁单元和桁架单元适用于对结构构件进行建模。
由于 SOLIDWORKS Simulation 紧密集成在 SOLIDWORKS 3D CAD 中，几何体的拓扑用于网格类型：
为钣金模型和曲面实体自动生成壳网格
为结构构件自动定义横粱单元
其属性完全适用于 FEA。
若要提高给定区域内结果的准确度，用户可以为顶点、点、边线、面和组件定义局部网格控制。
SOLIDWORKS Simulation 使用两项重要的检查来衡量网格中要素的品质：
高宽比例检查
如果网格生成失败，SOLIDWORKS Simulation 将通过失败诊断工具来指导用户找到并解决网格化问题。网格失败诊断工具在图形区域中以上色显示模式呈现失败的零件。
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有限元分析方法
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有限元分析方法是使用有限元方法来分析静态或动态的物理物体或物理系统进行的分析方法。
有限元分析方法简介
有限元分析是使用有限元方法来分析静态或动态的物理物体或。在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的、简单、独立的点组成的。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的，因此被称为有限元。由实际的物理模型中推导出来得式被使用到每个点上，由此产生了一个。这个方程组可以用的方法来求解。有限元分析[1]
的精确度无法无限提高。元的数目到达一定高度后解的精确度不再提高，只有计算时间不断提高。
有限元分析法（FEA）已应用得非常广泛，现已成为年创收达数十亿美元的相关产业的基础。即使是很复杂的应力问题的数值解，用有限元分析的常规方法就能得到。此方法是如此的重要，以至于即便像这些只对材料力学作入门性论述的模块，也应该略述其主要特点。 不管有限元法是如何的卓有成效，当你应用此法及类似的方法时，计算机解的缺点必须牢记在心头：这些解不一定能揭示诸如材料性能、几何特征等重要的变量是如何影响应力的。一旦输入数据有误，结果就会大相径庭，而分析者却难以觉察。所以理论建模最重要的作用可能是使设计者的直觉变得敏锐。有限元程序的用户应该为此目标部署设计策略，以尽可能多的封闭解和实验分析作为计算机仿真的补充。 与现代微机上许多字处理和电子制表软件包相比，有限元的程序不那么复杂。然而，这些程序的复杂程度依然使大部分用户无法有效地编写自己所需的程序。可以买到一些预先编好的商用程序1，其价格范围宽，从微机到超级计算机都可兼容。但有特定需求的用户也不必对程序的开发望而生畏，你会发现，从诸如齐凯维奇（Zienkiewicz2）等的教材中提供的程序资源可作为有用的起点。大部分有限元软件是用Fortran语言编写的，但诸如felt等某些更新的程序用的是C语言或其它更时新的程序语言。
在实践中，有限元分析法通常由三个主要步骤组成： 1、预处理：用户需建立物体待分析部分的模型，在此模型中，该部分的几何形状被分割成若干个离散的子区域——或称为“单元”。各单元在一些称为“结点”的离散点上相互连接。这些结点中有的有固定的位移，而其余的有给定的载荷。准备这样的模型可能极其耗费时间，所以商用程序之间的相互竞争就在于：如何用最友好的图形化界面的“预处理模块”，来帮助用户完成这项繁琐乏味的工作。有些预处理模块作为计算机化的画图和设计过程的组成部分，可在先前存在的CAD文件中覆盖网格，因而可以方便地完成有限元分析。 2、分析：把预处理模块准备好的数据输入到有限元程序中，从而构成并求解用线性或非线性代数方程表示的系统
u和f分别为各结点的位移和作用的外力。矩阵K的形式取决于求解问题的类3、分析的早期，用户需仔细地研读程序运算后产生的大量数字，即 型，本模块将概述桁架与线弹性体应力分析的方法。商用程序可能带有非常大的单元库，不同类型的单元适用于范围广泛的各类问题。有限元法的主要优点之一就是：许多不同类型的问题都可用相同的程序来处理，区别仅在于从单元库中指定适合于不同问题的单元类型。 [2]
有限元分析方法应用范围
1.弹性力学分析问题
2.平衡问题
3.固体力学
4.工程力学
．CAE工程师网[引用日期]
．百度文库．[引用日期]二次元同好交流新大陆
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blogTitle:'有限元分析软件开发的一点想法',
blogAbstract:'&这是一位新浪的网友写的一点个人的感想. 之所以要转载,是想以此来激发出更多的人的心声.不管是初生牛犊,还是泰山北斗,都希望大家能够各抒己见,旁征博引,为国产大型通用有限元软件的发展出谋 划策,尽职尽力. 我国有数以千计的人再次从事有限元的工作,其中不乏理论名家大家,可是我们却始终看不到我们自己的一款大型通用有限元分析软件.国内的市场基本都被 Ansys一家做大垄断了.可是令人痛心的是, 我们大部分时间做有限元计算的科研工作者用的都是盗版有限元软件,尤其是学生,本科生.没有钱去买那昂贵的商业软件,可是学校有没有那么多的资源可以利 用.最终的结果是,我们的科研是基本建立在盗版软件的基础上.可想而知,这最终受害的还是我们自己.有谁能保证盗版软件的质量和可靠性呢? \r\n看到国不少的人在讨论我们的cae软件的窘状,可是,大部分时间都是在以茶余饭后闲话聊天的形式进行这样的讨论, 少有人进行过较为严肃较为系统的考虑.',
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