有限元法(英文名:Finite Element Method, FEM)是一種將連續體視為若干個有限大小的單元體的離散化集合,以求解連續體熱、力、電磁問題的數值方法,其基本思想是將連續的求解區域離散為一組有限個、且按一定方式相互連接在一起的單元的組合體。有限元仿真系統可以對技術指標結構、流體分析等方面進行仿真分析。
有限元基本原理:
把系統的求解區域離散成一個單元的分組體系,用在一個單元中假設的近似場函數來分片的描述求解區域中所有待求解的未知場函數,而類似函數則一般用未知場函數的導數和單元中各結點的數值插值函數來描述。從而,把一個連續的無窮自由度問題變為離散的有限自由度問題。
有限元模擬計算:
1.網格劃分(網格的概念:由結點、單元、結點連線構成的集合叫做網格)步驟:
(1)彈性體簡化。
(2)把彈性體劃分為有限個單元組成的離散體。
(3)單元之間通過單元節點相連接。
2.單元分析對于彈性力學中,目的是確定不同單位的結點位置與節點力間的關系式。把單位的節點位置視為基本變量。其進行單元研究步驟為:
(1)對單位內的位置定義一種近似表達式。
(2)求單位的應變、應力。
(3)確定單位的節點。
3.整體分析:
(1)對各個單元組成的整體進行分析。
(2)建立節點外載荷與結點位移的關系。
(3)解出結點位移。
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