Solidworks 2023三維設(shè)計及應用教程 課件 7.1.2 有限元分析基礎(chǔ)

機電工程學院商躍進歡迎學習計算機三維輔助設(shè)計結(jié)構(gòu)強度分析結(jié)構(gòu)強度分析是零件安全工作的保護神。7.1Simulation快速入門7.2Simulation應用實例7.3優(yōu)化設(shè)計7.4耦合場分析7.1Simulation快速入門7.1.1引例-單向拉伸分析7.1.2有限元分析基礎(chǔ)7.1.3有限元建模策略學習目標了解有限元的三步曲了解有限元的基本思想和術(shù)語掌握Simulation的基本界面和基本操作了解Simulation的主要功能7.1.2有限元分析基礎(chǔ)1.有限元定義與基本思想2.有限元常用術(shù)語3.通用有限元軟件分析三步曲4.Simulation界面5.Simulation分析類型6.Simulation網(wǎng)格控制7.Simulation結(jié)果后處理1.有限元定義與基本思想2.基本思想

化整為零，積零為整（數(shù)值積分→蓋大樓。具有方法論的意義）。

即：將連續(xù)的結(jié)構(gòu)離散成有限個單元和節(jié)點，將連續(xù)體看作是只在節(jié)點處相連接的一組單元的集合體；同時選定場函數(shù)的節(jié)點值作為基本未知量，并在每一單元中假設(shè)一近似插值函數(shù)以表示單元中場函數(shù)的分布規(guī)律；進而利用力學中的某些變分原理去建立用以求解節(jié)點未知量的有限元法方程，從而將一個連續(xù)域中的無限自由度問題化為離散域中的有限自由度問題。求解結(jié)束后，利用解得的節(jié)點值和設(shè)定的插值函數(shù)確定單元上以至整個集合體上的場函數(shù)。1.何謂有限元法求解數(shù)理方程的一種數(shù)值計算方法，解決工程實際問題的一種數(shù)值計算工具。2.有限元常用術(shù)語單元：結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分中的每一個小的塊體稱為一個單元。常見的單元類型有線段單元、三角形單元、四邊形單元、四面體單元和六面體單元幾種。由于單元是組成有限元模型的基礎(chǔ)，因此，單元的類型對于有限元分析是至關(guān)重要的。節(jié)點：確定單元形狀的點就叫節(jié)點。例如線段單元只有兩個節(jié)點，三角形單元有三個或者六個節(jié)點，四邊形單元最少有四個節(jié)點等。載荷：工程結(jié)構(gòu)所受到的外在施加的力稱為載荷。包括集中載荷和分布載荷等。在不同的學科中，載荷的含義也不盡相同。在電磁場分析中，載荷是指結(jié)構(gòu)所受的電場和磁場作用。在溫度場分析中，所受的載荷則是指溫度本身。約束：邊界條件就是指結(jié)構(gòu)邊界上所受到的外加支撐（已知位移）。3.通用有限元軟件分析三步曲

從使用有限元程序的角度講，有限單元法分析又可分成三大步:前處理：畫模型，定類型，設(shè)屬性，分網(wǎng)格。求解：添約束，加載荷，查錯誤，求結(jié)果。后處理：列結(jié)果，繪圖形，顯動畫，下結(jié)論。4.Simulation界面設(shè)計樹工具欄啟動鈕圖形區(qū)5.Simulation分析類型SolidWorksSimulation可以完成“常規(guī)模擬、設(shè)計洞察、高級模擬”三部分功能。其中主要專題為：Static(靜態(tài))：計算壓力、拉力和變形；Frequency(頻率)：計算共振頻率；Thermal(熱力)：計算溫度和熱流動。6.Simulation網(wǎng)格控制網(wǎng)格大小它是按包圍一個單元的球體（實體單元）或圓（殼單元）的直徑來定義的。公差表示了網(wǎng)格特征單元的尺寸范圍，如單元大小為0.225in，公差設(shè)定為0.011，則所有單元的尺寸均在0.214~0.236in范圍內(nèi)。自動過渡對細小特征、孔和圓角自動應用網(wǎng)格控制。在對具有許多細小特征和細節(jié)的大模型網(wǎng)格化之前消除選擇自動過渡，可以避免不必要地生成大量單元。局部細化在高應力的地方應用網(wǎng)格控制。比率：定義連續(xù)過渡單元層間單元大小的比率比率=1.2比率=1.1整體單元9mm局部單元0.5mm7.Simulation結(jié)果后處理編輯定義：圖表定義、圖表選項、圖解設(shè)定。截面剪裁ISO剪裁探測結(jié)果8.Simulation視頻演示Simulation基本操作演示小結(jié)簡要分析了有限元分析的三步曲介紹了有限元的基本思想及術(shù)語介紹了Simulation的界面介紹了Simu