弹性力学基础及有限元法-7
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弹性力学与有限元法分析弹性力学是固体力学的一个重要分支,是研究弹性固体在受外力作用、温度改变、边界约束或其他外界因素作用下而发生的应力、形变和位移状态的科学。
有限单元法是力学、数学、物理学、计算方法、计算机技术等多种学科综合发展和结合的产物,是随着计算机技术的广泛应用而迅速发展起来的一种数值分析方法。
有限元法的基本思想就是化整为零,分散分析,再集零为整。
即用结构力学方法求解弹性力学问题,实质是将复杂的连续体划分为有限多个简单的单元体,单元体之间仅仅通过结点相连,实现化无限自由度问题为有限稀有度问题,将连续场函数的(偏)微分方程的求解问题转化为有限个参数的代数方程组的求解问题。
有限元方法经过近半个世纪的发展,目前已经成为各种工程问题特别是结构分析问题的标准分析方法,而有限元软件也已成为现代结构设计中不可缺少的工具。
有限元软件是有限元理论通向实际工程应用的桥梁,它的应用极大地提高了力学学科解决自然科学和工程实际问题的能力,进一步促进了有限元方法的发展。
ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件,广泛用于机械制造、石油化工、航空航天、汽车交通、土木工程、造船、水利等一般工业及科学研究。
ANSYS 软件的组成:(一)前处理模块该模块为用户提供了一个强大的实体建模及网格划分工具,可以方便的构造有限元模型,软件提高了100种以上的单元类型,用来模拟工程中的各种结构和材料。
包括:1.实体建模:参数化建模,布尔运算及体素库,拖拉、旋转、拷贝、蒙皮、倒角等。
2.自动网格划分,自动进行单元形态、求解精度检查及修正。
3.在集合模型上加载:点加载、分布载荷、体载荷、函数载荷。
4.可扩展的标准梁截面形状库。
(二)分析计算模块该模块包括结构分析(可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析)、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析,可模拟多种物理介质的相互作用,具有灵敏度分析及优化分析能力。