求职方法与求职技巧.ppt

20**级硕2
**
《工程结构数值建模与分析》
有限元发展现状读书汇报
一、有限元概述
有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)
基本概念是:化整为零, 集零为整。
将研究对象的连续求解区域离散为一组有限个且按一定方式相互联结在一起的单元组合体。由于单元能按不同的联结方式进行组合, 且单元本身又可以有不同形状,
因此可以模拟成不同几何形状的求解小区域; 然后对单元(小区域) 进行力学分析, 最后再整体分析。
这个解不是准确解,而是近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解而有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有效的工程分析手段。
有限元法是 R . Courant 于1943 年首先提出。
1953年,Ray 在波音公司分析三角形机翼振动时,将机翼分成很多片小三角形板,计算的机翼结构挠度与小比例模型试验数据吻合是有限元的雏形
1955 年,John 提出矩形单元。1956 年,第一篇有限元文章发表,正式拉开了有限元发展的历史。
有限元法最初被称为矩阵近似方法,应用于航空器的结构强度计算。
有限元方法与其他求解边值问题近似方法的根本区别在于它的近似性仅限于相对小的子域中。
20 世纪 60 年代初首次提出结构力学计算有限元概念的克拉夫(Clough)教授形象地将其描绘为:“有限元法=Rayleigh Ritz 法+ 分片函数”,即有限元法是 Rayleigh Ritz法的一种局部化情况。不同于求解(往往是困难的) 满足整个定义域边界条件的允许函数的Rayleigh Ritz 法,有限元法将函数定义在简单几何形状(如二维问题中的三角形或任意四边形)的单元域上(分片函数),且不考虑整个定义域的复杂边界条件,这是有限元法优于其他近似方法的原因之一。
主要的有限元程序的现状
(1)ANSYS
ANSYS 能与多数 CAD 软件接口,实现数据的共享和交换软件主要包括三个部分:前处理模块,分析计算模块和后处理模块。ANSYS 提供了 100 种以上的单元类型,用来模拟工程中的各种结构和材料。
(2)MARC
美国 MSC公司是全球首家非线性软件公司,开发 MARC 程序和 ABAQUS 一起被认为是最杰出的两大非线性通用有限元程序,具有很高的计算稳定性和计算精度;具有网格自适应技术功能,支持网格重划分,MARC 有较好的二次开发功能,提供各种用户自定义程序,并为非线性计算提供了丰富的单元库和材料库。
(3)ABAQUS
ABAQUS是法国达索公司开发的有限元程序,几乎可以适用所有工程领域,以非线性求解闻名,能自动选择相应载荷增量和收敛限度。它不仅能够选择合适参数,而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。ABAQUS同时是第一个引入用户接口的程序,用户可以自定义材料、接触、单元,算法等;ABAQUS包括一个丰富的任意几何形状的单元库,并拥有各种类型的材料模型库,可以模拟典型工程材料。ABAQUS有两个主求解器模块- 隐式求解器ABAQUS/standard 和显式求解器ABAQUS/explicit ,还包含一个全面支持求解器的图形用户界面,即人机交互前后处理模块 ABAQUS/CAE。
有限元法的应用

:
改良及优化器械的设计(医疗器械)
利用有限元模型进行力学仿真实验(三维人体骨骼、肌肉、血管口腔、中耳等器官组织的模型,能够赋予其生物力学特性

(考虑材料参数随温度变化)
(电磁场的计算)

(汽车在轻量化、舒适性和操纵稳定性方面得到改进和提高)

对产品采用不同材料作为缓冲包装均进行了有限元跌落模拟

天津大学从事有限元的研究人员对河北古寺塔进行了地震反应分析发现,水平地震作用下,塔结构在下部会出现拉应力区域, 更易开裂、破坏,而且强烈地震的鞭梢效应会导致塔刹破坏, 因此提出对塔体抗震加固时可采用塔体加箍、碳纤维布加固等措施