文档介绍：有限元分析
有限元法的基本思想是将结构离散化,用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象,单元之间通过有限个节点相互连接,然后根据变形协调条件综合求解。由于单元的数目是有限的,节点的数目也是有限的,所以称为有限元法(FEM,Finite Element Method)。  
    ,如机械设计、声学、电磁学、岩土力学、断裂力学、,有限元分析被光分应用在结构、振动和传热问题上。 
    有限元法是60年代以来发展起来的新的数值计算方法,是计算机时代的产物。虽然有限元的概念早在40年代就有人提出,但由于当时计算机尚未出现,它并未受到人们的重视。随着计算机技术的发展,有限元法在各个工程领域中不断得到深入应用,现已遍及宇航工业、核工业、机电、化工、建筑、海洋等工业,是机械产品动、静、热特性分析的重要手段。早在70年代初期就有人给出结论:有限元法在产品结构设计中的应用,使机电产品设计产生革命性的变化,理论设计代替了经验类比设计。目前,有限元法仍在不断发展,理论上不断完善,各种有限元分析程序包的功能越来越强大,使用越来越方便。 
    大约在300年前,牛顿和莱布尼茨发明了积分法,证明了该运算具有整体对局部的可加性。虽然,积分运算与有限元技术对定义域的划分是不同的,前者进行无限划分而后者进行有限划分,但积分运算为实现有限元技术准备好了一个理论基础。
  
    在牛顿之后约一百年,著名数学家高斯提出了加权余值法及线性代数方程组的解法。这两项成果的前者被用来将微分方程改写为积分表达式,后者被用来求解有限元法所得出的代数方程组。在18世纪,另一位数学家拉格郎日提出泛函分析。泛函分析是将偏微分方程改写为积分表达式的另一途经。 
    在19世纪末及20世纪初,数学家瑞雷和里兹首先提出可对全定义域运用展开函数来表达其上的未知函数。1915年,数学家伽辽金提出了选择展开函数中形函数的伽辽金法,该方法被广泛地用于有限元。1943年,数学家库朗德第一次提出了可在定义域内分片地使用展开函数来表达其上的未知函数。这实际上就是有限元的做法。  
    所以,到这时为止,实现有限元技术的第二个理论基础也已确立。  
    20世纪50年代,飞机设计师们发现无法用传统的力学方法分析飞机的应力、应变等问题。波音公司的一个技术小组,首先将连续体的机翼离散为三角形板块的集合来进行应力分析,经过一番波折后获得前述的两个离散的成功。20世纪50年代,大型电子计算机投入了解算大型代数方程组的工作,这为实现有限元技术准备好了物质条件。1960年前后,美国的R. W. Clough教授及我国的冯康教授分别独立地在论文中提出了“有限单元”,这样的名词。此后,这样的叫法被大家接受,有限元技术从此正式诞生,并很快风靡世界。 
摘要:1965年“有限元”这个名词第一次出现,到今天有限元在工程上得到广泛应用,经历了三十多年的发展历史,理论和算法都已经日趋完善。有限元的核心思想是结构的离散化,就是将实际结构假想地离散为有限数目的规则单元组合体,实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析,得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析,这样可以解决很多实际工程需要解决