有限元静力学及动力学分析

如何简单的区分ANSYS Workbench 有限元分析中的静力学与动力学问题四川 曹文强“力”是一个很神秘的字，是个象形字，形体极像古代的犁形，上部为犁把，下部为耕地的犁头，也形象的解释“力”含义 ，将无形不可见，不可描述的现象充分的表达了出来。

从初中物理我们就学习过，力是物体之间的相互作用，是使物体获得加速度和发生形变的外因，单独就力而言，有三个要素力的大小、方向和作用点。

力学是研究物体的机械运动和平衡规律及其应用的，力学可分为静力学、运动学和动力学三部分。

而今天主要是简单介绍一个静力学与动力学。

首先，静力学与动力学区别是什么？答案很简单，一个是“静”，一个是“动”，动静的含义就是时间的问题。

故，静力学实际是在研究工程结构在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态，以及结构优化问题，其中的静载荷是指不随时间变化的外加载荷，变化较慢的载荷，也可近似地看作静载荷。

当然“静”动力学静力学实际上只是相对而言，严格地说，物体相对于惯性参照系处于静止或作匀速直线运动的状态，即加速度为零的状态，也就是平衡的状态。

对于平衡的状态阐述，牛顿第一运动定律（牛顿第一定律，又称惯性定律、惰性定律）就有一个完整表述：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。

此外，静力学的有五大公理公理一力的平行四边形法则：作用在物体上同一点的两个力，可合成一个合力，合力的作用点仍在该点，其大小和方向由以此两力为边构成的平行四边形的对角线确定，即合力等于分力的矢量和。

公理二二力平衡公理：作用在物体上的两个力，使物体平衡的必要和充分条件是：两个力的大小相等，方向相反，作用线沿同一直线。

公理三加减平衡力系公理：在已知力系上加或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。

公理四牛顿第三定律：两物体间的相互作用力，大小相等，方向相反，作用线沿同一直线。

此公理概括了物体间相互作用的关系，表明作用力与反作用力成对出现，并分别作用在不同的物体上。

可编辑修改精选全文完整版有限元分析中的结构静力学分析怎样才能做好1 概述结构有限元分析中，最基础、最根本、最关键、最核心同时也是最重要的一种分析类型就是“结构静力学分析”。

静力学分析可用于与结构相关、与流体相关、与电磁相关以及与热相关的所有产品；静力学分析是有限元分析的根基，是有限元分析的灵魂。

2 基础理论结构静力学按照矩阵的形式可表示为微分方程：[K]{x}+{F}=0其中，[K]代表刚度矩阵，{x}代表位移矢量，{F}代表静载荷函数。

由此可知，结构静力学有限元分析过程就是求解微分方程组的过程。

2.1 三个矩阵的说明静力学分析微分方程组三个矩阵进一步说明：[K]代表刚度矩阵。

举例说明，如果用手折弯一根筷子，假设筷子是钢材料的，比较硬，很难折断；假设筷子是常规木材的，比较脆，基本上都能折断。

这里筷子断与不断的本质并不是钢或者木材，而是钢或者木材表在筷子上表现出来的刚度（或者叫硬度），这里刚度用计算机数值分析的方式来描述，就是刚度矩阵。

{x}代表位移矢量。

举例说明，一把椅子，如果有人偏瘦，坐在椅子上，椅面基本不下沉；如果有人偏胖，坐在椅子上，椅面会有明显下沉（谁坐谁知道...），此时，椅面的下沉量，可用位移矢量来表示。

{F}代表静载荷函数，也是静力学分析的关键。

举例说明，上面筷子例子中，手腕对筷子的作用，就是一种载荷（或者叫外力、荷载、负荷、承重等）；上面椅子例子中，人对椅子表面的作用，也是一种载荷。

这些载荷在大多数情况下，没有明显的快慢效应，就可用静载荷函数来表示。

2.2 静力学分析中的载荷说明静载荷函数本质说明：假设1，相同一根筷子，又假设筷子比较粗（或者说是几根筷子捆绑在一起）：双手慢慢用1 / 5力，筷子难断；双手快速用力，筷子难断，此时慢慢折弯的效果就可以理解为静力学过程。

假设2，相同椅子：慢慢坐下去，椅子没有明显晃动；快速坐下去，椅子没有明显下沉与晃动，此时慢慢坐在椅子上的过程就可以理解为静力学过程。

ANSYS结构静力学与动力学分析教程第一章：ANSYS结构静力学分析基础ANSYS是一种常用的工程仿真软件，可以进行结构静力学分析，帮助工程师分析和优化设计。

本章将介绍ANSYS的基本概念、步骤和常用命令。

1.1 ANSYS的基本概念ANSYS是一款基于有限元方法的仿真软件，可以用于解决各种工程问题。

其核心思想是将结构分割成有限数量的离散单元，并通过求解线性或非线性方程组来评估结构的行为。

1.2 结构静力学分析的步骤进行结构静力学分析一般包括以下步骤：1）几何建模：创建结构的几何模型，包括构件的位置、大小和形状等信息。

2）网格划分：将结构离散为有限元网格，常见的有线性和非线性单元。

3）边界条件：定义结构的边界条件，如固定支座、力、力矩等。

4）材料属性：定义结构的材料属性，如弹性模量、泊松比等。

5）加载条件：施加外部加载条件，如力、压力、温度等。

6）求解方程：根据模型的边界条件和加载条件，通过求解线性或非线性方程组得到结构的响应。

7）结果分析：分析模拟结果，如应力、应变、变形等。

1.3 ANSYS常用命令ANSYS提供了丰富的命令，用于设置分析模型和求解方程。

以下是一些常用命令的示例：1）/PREP7：进入前处理模块，用于设置模型的几何、边界条件和材料属性等。

2）/SOLU：进入求解模块，用于设置加载条件和求解方程组。

3）/POST1：进入后处理模块，用于分析和可视化模拟结果。

4）ET：定义单元类型，如BEAM、SOLID等。

5）REAL：定义单元材料属性，如弹性模量、泊松比等。

6）D命令：定义位移边界条件。

7）F命令：定义力或压力加载条件。

第二章：ANSYS结构动力学分析基础ANSYS还可以进行结构动力学分析，用于评估结构在动态载荷下的响应和振动特性。

本章将介绍ANSYS的动力学分析理论和实践应用。

2.1 结构动力学分析的理论基础结构动力学分析是研究结构在动态载荷下的响应和振动特性的学科。

它基于质量、刚度和阻尼三个基本量，通过求解动态方程来描述结构的振动行为。

有限元结构静力学分析有限元结构静力学分析的基本原理是将结构分割为离散的小单元，通过对这些小单元的力学行为进行数学建模来研究整个结构的行为。

通常情况下，结构被离散为多个三角形或四边形单元，每个单元内的力学行为可通过有限元模型进行模拟。

有限元方法基于结构的力学行为方程，通过数值计算的方式求解出结构的位移、应力等物理量。

1.生成有限元离散网格：将结构几何分割为小单元，构成有限元离散网格。

通常受到计算资源和准确性的限制，根据具体情况选择单元尺寸和分割密度。

2.建立有限元模型：对每个单元进行力学行为的建模，包括约束、边界条件等。

通常使用线性弹性模型，即假设结构为弹性体，在小变形范围内满足胡克定律。

3.求解结构位移：根据结构的边界条件和受力情况，求解结构的位移。

位移是结构分析的基本结果，可通过求解结构的刚度矩阵和载荷向量来获得。

4.计算应力和变形：根据结构的位移，计算结构中各个单元的应力和变形。

应力和变形是结构分析的重要结果，可用于评估结构的安全性和合理性。

5.分析结果的后处理：对求解得到的位移、应力和变形等结果进行后处理，如绘制位移云图、应力云图等，以便更直观地了解结构的行为。

在实际应用中，有限元结构静力学分析需要注意以下几个方面：1.模型准确性：选择合适的有限元模型和求解方法以保证结果的准确性。

选择适当的单元尺寸和分割密度，根据具体情况对模型进行验证和校正。

2.材料特性：结构的力学性质受到材料特性的影响，如弹性模量、泊松比等。

确保材料特性的准确性和可靠性，以获得可靠的力学分析结果。

3.界面和边界条件：结构的界面和边界条件对分析结果有重要影响。

需要仔细设定和模拟各个界面和边界条件，以反映实际工况和受力情况。

4.结构非线性问题：有限元结构静力学分析通常假设结构在小变形范围内满足胡克定律。

对于存在非线性行为的结构，如大位移、屈曲等，需要采用相应的非线性分析方法。

总而言之，有限元结构静力学分析是一种重要的结构力学分析方法，通过离散化和数值计算的方式求解结构的力学性质。

机械设计中的力学分析方法在机械设计领域，力学分析方法是一种重要的工具和技术，用于评估和预测机械系统的性能、耐久性和可靠性。

通过力学分析，工程师可以更好地理解机械系统的力学行为，优化设计，并确保产品的安全运行。

本文将介绍机械设计中几种常用的力学分析方法。

一、静力学分析静力学分析是机械设计中最基本的分析方法之一。

它主要用于研究静态平衡条件下机械系统的力学行为。

在静力学分析中，工程师通过分析物体受力平衡的原理，计算系统中各个部件的力及其分布情况。

这对于确定机械系统的强度、稳定性和结构设计至关重要。

静力学分析通常需要考虑以下几个关键因素：1. 受力分析：确定各个部件受力情况，包括内力和外力的作用。

2. 应力分析：计算部件所受到的应力大小，以确定其强度是否满足设计要求。

3. 变形分析：评估部件在受力下的变形情况，以确定系统的稳定性和结构设计是否合理。

二、动力学分析动力学分析是研究机械系统在动态载荷下的力学行为。

与静力学分析不同，动力学分析考虑了物体在运动过程中的力学特性，如加速度、速度和位移。

动力学分析对于评估机械系统的可靠性和振动特性至关重要。

在进行动力学分析时，工程师通常需要注意以下几个方面：1. 运动学分析：分析物体在运动过程中的加速度、速度和位移等物理量，可通过微分方程求解。

2. 动力分析：计算物体所受到的各种动力（如惯性力、惯性矩等），以决定系统的动态响应。

3. 振动分析：评估机械系统在运动中的振动特性，包括共振频率、振动幅度等。

三、有限元分析有限元分析是一种基于数值计算的力学分析方法，广泛应用于机械设计领域。

它通过将连续介质分割为有限数量的小单元，利用数值计算方法求解每个小单元的力学方程，从而得到整个系统的力学行为。

有限元分析可以用来研究机械系统的强度、刚度、模态等性能指标。

有限元分析的过程通常包括以下几个步骤：1. 离散化：将连续介质离散为有限数量的小单元，如三角形单元、四边形单元等。

2. 单元属性定义：根据物体的材料特性和几何特性，为每个小单元定义属性，如材料参数、截面参数等。

机械結構的静力学分析与有限元仿真机械结构的静力学分析与有限元仿真近年来，机械结构的设计与分析在工程领域中扮演着至关重要的角色。

在设计阶段，静力学分析是不可或缺的一项任务，它能够帮助工程师预测和评估结构的受力情况，为后续的设计优化提供线索。

而有限元仿真则是一种基于数值计算的方法，可以模拟和分析机械结构在受力下的行为。

在进行机械结构的静力学分析时，首先需要确定受力和边界条件。

通过分析结构的外力和载荷情况，可以推导出结构的内力和位移。

然后，结构的受力分布和应力分布可以通过应用力学原理和静力平衡方程来求解。

在静力学分析中，经典的力学理论和公式被广泛应用，例如杨氏模量、泊松比和弹性模量等。

这些参数能够描述材料的力学特性，对于静力学分析起到了重要的作用。

但是，传统的静力学分析方法往往受到结构复杂性和假设条件的限制。

它们无法完全考虑到材料的非线性、结构的非均匀性和连接的非刚性等因素。

这就使得静力学分析结果仅具有预测性质，需要进一步进行验证和优化。

有限元仿真方法则应运而生，它通过离散化结构，并借助计算机模拟结构在受力下的行为。

有限元仿真是一种基于数值计算的方法，其基本思想是将复杂的结构分成许多简单的有限元单元，然后通过有限元法求解每个单元的受力情况，并将其整合为整个结构的受力分布。

有限元仿真的优势在于可以处理大规模和复杂的结构，同时考虑到非线性、非均匀性以及边界条件等。

通过有限元仿真，工程师可以更准确地预测结构的受力情况，优化设计方案，提高结构的性能。

有限元仿真的过程包括模型建立、材料参数设定、边界条件设定、网格划分、求解和结果分析等步骤。

在模型建立阶段，工程师需要根据实际情况绘制结构的几何模型，并定义结构的材料特性和加载条件。

然后，通过数值计算方法将结构分割成有限元单元，并为每个单元设置适当的网格划分。

接下来，工程师需要设定结构的边界条件，即结构受力的限制条件。

最后，通过数值计算方法求解每个有限元单元的受力情况，并综合分析结果。

机械设计中的结构强度分析方法在机械设计中，结构强度分析是一个关键的环节。

它通过对机械结构的受力情况进行分析，确定结构是否能够承受工作条件下的载荷，从而保证机械设备的安全可靠运行。

本文将介绍几种常见的机械设计中的结构强度分析方法。

一、静力学分析静力学分析是机械设计中最基本的结构强度分析方法之一。

它基于静力学原理，通过计算机辅助分析软件对机械结构进行受力分析。

静力学分析可以确定结构在静态载荷下的应力和变形情况，从而判断结构的强度是否满足设计要求。

静力学分析的关键是建立合理的受力模型。

在建模时，需要考虑结构的几何形状、材料特性、受力方向和载荷大小等因素。

通过对结构进行离散化处理，将结构划分为有限个小单元，然后利用有限元法对每个小单元进行分析。

最后，将各个小单元的应力和变形结果进行叠加，得到整个结构的应力和变形情况。

二、动力学分析动力学分析是机械设计中另一种重要的结构强度分析方法。

与静力学分析不同，动力学分析考虑了结构在动态载荷下的响应情况。

在机械设备的工作过程中，结构通常会受到来自运动部件的冲击和振动载荷，因此需要进行动力学分析，以保证结构的强度和稳定性。

动力学分析的关键是建立合理的动力学模型。

在建模时，需要考虑结构的质量、惯性特性、刚度和阻尼等因素。

通过对结构进行离散化处理，将结构划分为有限个小单元，然后利用动力学分析软件对每个小单元进行分析。

最后，将各个小单元的振动响应结果进行叠加，得到整个结构的振动响应情况。

三、疲劳强度分析疲劳强度分析是机械设计中另一个重要的结构强度分析方法。

它主要用于分析结构在长期循环载荷下的疲劳寿命。

在机械设备的使用过程中，结构通常会受到反复加载和卸载的循环载荷，这会导致结构的疲劳破坏。

因此，需要进行疲劳强度分析，以保证结构的寿命和可靠性。

疲劳强度分析的关键是建立合理的疲劳寿命模型。

在建模时，需要考虑结构的材料特性、载荷频率和载荷幅值等因素。

通过对结构进行离散化处理，将结构划分为有限个小单元，然后利用疲劳强度分析软件对每个小单元进行分析。

船舶结构的静力学与动力学分析在航海领域中，船舶结构的静力学与动力学分析是一项重要的研究课题。

船舶结构的静力学分析主要关注船舶在静止状态下的力学性能，而动力学分析则研究船舶在运动中的性能。

船舶结构的静力学分析是船舶设计的基础，通过对船舶结构进行力学分析，可以评估船舶的结构强度、稳定性和可靠性。

静力学分析考虑了直立、横向和扭曲等不同方向上的力学效应，确保船舶具有足够的强度来承受海洋环境中的载荷，并保证乘员和货物的安全。

在船舶结构的静力学分析中，常用的方法包括有限元分析、解析方法和实验测试等。

有限元分析是一种广泛应用的数值计算方法，可以将船舶结构分割为有限个小单元，通过对每个小单元进行力学分析，再将结果汇总得到整个结构的行为。

解析方法则是通过建立数学模型和假设，推导出船舶结构受力的解析解，能够提供准确的结果。

实验测试则是通过在实际船舶上进行载荷测试和结构振动实验，验证数值计算结果的准确性。

除了静力学分析，船舶结构的动力学分析也是非常重要的。

动力学分析关注船舶在运动中的响应和性能，对船舶的稳定性、操纵性和耐波性等方面进行评价。

动力学分析考虑了船舶的运动方程、阻力和操纵力等因素，可以为船舶的操纵和航行提供科学依据。

船舶结构的动力学分析可以通过数值模拟和实际试验两种方法来进行。

数值模拟是通过建立船舶的数学模型，利用计算机仿真技术进行运动方程的求解和性能预测。

实际试验则通过在实验室或海上对船舶进行运动性能测试，获取真实的响应数据，验证数值模拟的准确性。

船舶结构的静力学与动力学分析是船舶设计、建造和运营的关键环节。

通过对船舶结构的静力学和动力学行为进行全面分析，可以确保船舶具有足够的强度和稳定性，在各种复杂环境下安全运行。

这不仅关乎到船舶的性能和效益，更关系到人员的生命安全和财产安全。

在未来的船舶工程领域，我们可以进一步完善船舶结构的静力学与动力学分析方法，提高分析的精度和效率。

同时，随着科学技术的不断发展，船舶的设计和建造将更加注重环境友好和能源效率，因此在船舶结构的静力学与动力学分析中也应该考虑到这些因素，为可持续发展的航海事业做出贡献。

目录一、分析类型划分 (3)1.1 结构静力学分析 (4)1.2 结构动力学分析 (4)1.2.1 模态分析特点 (4)1.2.2 循环对称结构模态分析 (5)1.3 谐响应分析 (5)1.3.1 简谐载荷 (5)1.3.2 求解方法： (5)1.4 瞬态动力学分析 (6)1.4.1 瞬态动力学分析特点 (6)1.5 刚体动力学分析 (7)1.6 响应谱分析 (7)1.7 接触问题 (8)1.7.1 接触选项 (8)1.7.2 接触结果 (9)1.8 弹塑性分析 (9)1.8.1 屈服准则 (9)1.8.2 流动准则 (9)1.8.3 强化准则 (9)1.8.4 材料数据 (9)1.9 线性屈曲分析 (9)1.10 非线性屈曲分析 (10)1.11 疲劳强度计算 (11)1.12 热分析和热应力计算 (13)1.12.1 稳态热分析步骤 (13)1.13 实例 (16)1.11.1. 利用MPC技术对3D实体-面体进行连接 (16)1.11.2. 带预紧力的螺栓连接 (16)二、模型建立 (17)2.1概念建模 (17)三、网格划分 (18)3.1网格划分整体控制 (18)3.2局部网格控制 (19)3.3网格划分基础 (19)3.3.1网格划分方法 (19)四、分析设置 (23)五、载荷与约束 (25)六、应力应变结果 (27)一、分析类型划分1.1 结构静力学分析在线性结构静力学分析时，材料属性必须输入杨氏模量（即弹性模量）和泊松比；如果施加了惯性载荷，必须输入材料的密度；如果施加了温度载荷，必须输入材料的线膨胀系数。

可以施加的载荷有：惯性载荷可以使用的是重力加速度及旋转速度，所有的结构载荷、结构约束及温度载荷。

1.2结构动力学分析结构在随时间变化载荷作用下的响应分析称为结构动力学分析，其与结构静力学分析不通，必须考虑载荷的时间效应和结构的惯性效应。

1.2.1 模态分析特点1. 支持所有类型几何体，但对于线体，只能得到振型、位移结果（普通分析还有应力解）。

静⼒学分析与动⼒学分析的区别本⽂为静⼒学分析与动⼒学分析区别的⽂字教程，详细视频教程可扫描⽂末⼆维码获取。

很多有限元初学者都在纠结⼀个问题，就是静⼒学分析和动⼒学分析有什么区别，今天以⼀个时变载荷的例⼦，带⼤家领悟其中奥妙。

⾸先来了解⼀下⼆者的物理⽅程：静⼒学所解决的问题：Kx=F动⼒学所解决的问题：Ma+Cv+Kx=F接下来看⼀下今天的案例模型，以下图梁模型为例，左侧固定约束，右侧承受⼀个时变载荷，对其进⾏分析求解。

图1 模型了解回顾⼀下ABAQUS的有限元分析流程：图2 ABAQUS有限元分析流程▶⾸先进⾏动⼒学分析：⼀、前处理1.1 ⼏何模型的构建1）在Part模块中，通过Create Part创建3D、Deformable、wire，创建尺⼨为70m的线条并完成草图绘制，得到图1所⽰模型。

1.2 材料参数的定义1.2.1 材料本构在property模块中，创建材料，定义elastic参数，杨⽒模量为2.1e11Pa，泊松⽐为0.3；再定义Density参数，密度为7850kg/m3。

1.2.2 截⾯定义通过Create Section创建Beam，Beam截⾯，剖⾯为圆形，半径为1m。

1.2.3 截⾯指派通过Assign Section将创建好的截⾯指派给相应模型。

1.3 ⽹格系统构建1.3.1 ⽹格划分在Mesh模块中，划分⽹格。

1.3.2 单元类型单元类型保持默认。

1.3.3 装配在Assembly模块中，通过Create Instance进⾏装配，如下图（已显⽰剖⾯）：图3 装配模型⼆、求解2.1 求解器的设定在Step模块中通过Create Step创建动⼒隐式分析步；步长使⽤固定步长，最⼤增量步数为10000，步长为0.0001。

2.2 连接关系的构建⽆需连接关系。

2.3 边界条件的设定2.3.1 位移边界条件在Load模块中，通过Create Boundary Condition对左侧进⾏固定。

受力分析方法受力分析是工程学和物理学中非常重要的一个环节，它可以帮助我们理解物体受到的力的作用和影响，进而指导我们设计和制造更加安全可靠的结构和设备。

在实际工程和物理问题中，受力分析方法是必不可少的，下面我们将介绍几种常见的受力分析方法。

首先，我们来介绍静力学的受力分析方法。

静力学是研究物体静止状态下受力情况的学科，它主要包括平衡条件、力的合成分解、摩擦力和支持反力等内容。

在静力学中，我们可以利用平衡条件来分析物体受力的情况，通过将物体受到的所有外力和支持反力合成为一个合力，再进行力的分解和平衡条件的求解，从而得到物体的受力情况。

其次，动力学的受力分析方法也是非常重要的。

动力学是研究物体在运动状态下受力情况的学科，它主要包括牛顿定律、动量定理、功和能量等内容。

在动力学中，我们可以利用牛顿定律来分析物体在受到外力作用下的加速度和运动状态，通过力的合成和分解，以及动量和能量的变化来分析物体受力的情况，进而指导我们设计和制造运动设备和机械结构。

此外，有限元分析方法也是现代工程中常用的受力分析方法之一。

有限元分析是一种数值计算方法，它可以将复杂的结构分解为许多小的有限元，通过对每个有限元的受力和变形进行计算，最终得到整个结构的受力和变形情况。

有限元分析方法可以帮助我们分析复杂结构的受力情况，指导我们进行结构优化和强度验证。

最后，还有一种常见的受力分析方法是实验方法。

实验方法是通过实验手段来测量和分析物体受力情况的方法，它可以帮助我们验证理论分析的结果，发现一些理论分析所忽略的因素，并指导我们进行结构设计和改进。

在实际工程和物理问题中，实验方法往往是非常重要的，它可以帮助我们更加全面和准确地了解物体受力的情况。

综上所述，受力分析是工程学和物理学中非常重要的一个环节，它可以帮助我们理解物体受到的力的作用和影响，指导我们设计和制造更加安全可靠的结构和设备。

在受力分析中，静力学、动力学、有限元分析和实验方法是常见的分析方法，它们各自具有特点和适用范围，可以根据具体情况选择合适的方法进行分析。

0 引言车载型产品是我国现代化装备的重要组成部分，随着各种先进设备的迅速发展迭代，对现有车载设备的小型化、集成度、可靠性、安全性以及机动性能有更高的要求。

因此，车载设备除了满足各项电气、电磁兼容等指标外，还需要减少振动、冲击等环境惯性载荷对电气设备的影响，避免共振等严重危害设备安全的现象发生，从而提高设备的稳定性和可靠性[1]。

随着装备的发展迭代，电子机柜的结构形式可以满足系统高度集成化和模块的要求[2]。

因此，校核车载机柜的结构强度和刚度对提高产品的稳定性和可靠性具有重要意义。

随着计算机技术及有限元分析软件的发展，有限元分析在工程计算以及各种科学研究领域发挥越来越重要的作用。

其中，ANSYS 有限元软件具有强大的数值计算能力，可以对机柜的结构进行有限元仿真分析，从而根据仿真结果对机柜的薄弱环节进行改进，提高机柜的可靠性，从而达到节省机柜的研发成本的目的[3]。

1 功放机柜有限元模型该文研究的车载型功放机柜由立柱、横梁、内部托盘、机箱、顶盖和底座等钣金件焊接而成，机箱通过导轨和机柜固定连接，机柜后侧托盘通过螺栓连接固定。

机柜外围尺寸为600mm ×1000mm ×1800mm （宽×深×高），机柜主框架采用厚度为2 mm 的316L 不锈钢材料，其主要材料参数如下：密度为7 980 kg/m 3，弹性模量为210 GPa ，泊松比为0.3，材料屈服强度为177 MPa 。

网格划分质量直接影响了有限元分析结果的有效性，因此，为了提高有限元仿真分析的准确性，采用专业的前处理软件HyperMesh 建立车载机柜的有限元模型，采用结构化网格划分方法划分四边形网格单元。

其中，机柜框架采用shell 181壳体单元，将内部托盘和机箱简化为mass 21质量单元，并通过刚性单元建立质量单元与立柱的刚性连接。

有限元模型如图1所示，该模型的单元数量和节点数量分别为47 247个和141 909个。

有限元法在结构力学分析中的应用有限元法是一种经典的结构力学分析方法。

在结构力学领域中，有限元法可以用来解决许多静力学和动力学问题。

本文将探讨有限元法在结构力学分析中的应用。

一、有限元法的基本原理有限元法是一种数值分析方法，可以用来解决大型结构的力学问题。

它的基本原理是将结构分割成一个个的单元，每个单元内的力学问题可以用简单的数学公式来描述。

然后将所有单元的力学问题集成到一起，形成一个大的数学模型。

通过数学计算，可以获得结构的应力、应变、变形等力学参数。

有限元法的优点在于它可以解决复杂结构的力学问题。

例如，有限元法可以用来分析汽车、航空器、建筑物等结构中的应力、应变、变形和振动等问题。

此外，有限元法具有高精度、高效率和高灵活性等特点，可以快速、准确地分析各种结构的力学性能。

二、有限元法在结构力学中的应用有限元法在结构力学中的应用非常广泛。

下面我们来具体看一下有限元法在结构力学分析中的应用案例。

1、建筑物结构的力学分析建筑物是大型结构中的一个重要领域。

有限元法可以用来分析各种建筑物的力学性能，例如建筑物的强度、振动、承载能力等。

通过有限元法可以模拟建筑物在地震、风力等环境下的响应，确定建筑物的结构安全性。

2、航空器的强度分析航空器飞行过程中面临各种力学环境，例如重力、空气阻力等。

有限元法可以用来分析航空器结构在高速、高空环境下的应力和变形情况。

从而确定航空器的强度和安全性。

3、机器设备的振动分析机器设备在运行过程中会产生振动，有可能对设备的安全和稳定性带来影响。

有限元法可以用来分析机器设备的振动情况，在设计过程中优化设备结构，避免发生振动破坏的危险。

总之，有限元法在结构力学分析中的应用非常广泛。

有限元法的基本原理简单，但是要想将其用于具体的问题需要进行复杂的计算。

因此，有限元法在结构力学分析中的应用需要具有一定的专业知识和技能。