文档介绍：机械与动力工程学院CAD/CAM工程技术研究中心
主讲:吴淑芳
2014年11月
有限元法与ANSYS Workbench 基础
主要内容
一、有限元法基本概念

基本操作
二、Ansys Workbench 有限元分析流程的操作
软件介绍实例介绍
2018/12/3
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主要内容
一、有限元法基本概念

基本操作
二、Ansys Workbench 有限元分析流程的操作
软件介绍实例介绍
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一、有限元法基本概念
有限元法是目前工程领域应用最为广泛的数值模拟方法之一。
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有限元法
产生:
概念
把一个原来连续的物体划分为有限个单元,这些单元通过有限个节点相互连接,承受与实际载荷等效的节点载荷,并根据力的平衡条件进行单元分析,然后根据变形协调条件把这些单元重新组合成能够进行综合求解的整体。
有限元法的基本思想—离散化。
一、有限元法基本概念
有限元模型
真实系统
有限元模型
有限元模型是真实系统理想化的数学抽象。
定义
一、有限元法基本概念
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节点: 空间中的坐标位置,具有一定自由度并存在相互物理作用。
单元: 单元有线、面或实体或者二维或三维的单元等种类。
有限元模型由一些简单形状的单元组成,单元之间通过节点连接,并承受一定载荷。
载荷
约束
节点、单元、载荷、约束
一、有限元法基本概念
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节点自由度是随单元类型变化的。
J
I
I
J
J
K
L
I
L
K
I
P
O
M
N
K
J
I
L
三维杆单元(铰接)
UX, UY, UZ
三维梁单元
二维或轴对称实体单元
UX, UY
三维四边形壳单元
UX, UY, UZ,
三维实体热单元
TEMP
J
P
O
M
N
K
J
I
L
三维实体结构单元
ROTX, ROTY, ROTZ
ROTX, ROTY, ROTZ
UX, UY, UZ,
UX, UY, UZ
节点和单元
一、有限元法基本概念
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有限元法的基本思想
对弹性区域离散化
将单元内任一节点
位移通过函数表达
(位移函数)
建立单元方程
进行单元集成,
在节点上加外载荷力
引入位移边界条件
进行求解
求解得到节点位移
根据弹性力学公式得到单元应变、应力
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有限元法的基本步骤
1. 结构离散;
2. 单元分析
a. 建立位移函数
b. 建立单元刚度方程
c. 计算等效节点力
3. 进行单元集成;
4. 得到节点位移;
5. 根据弹性力学公式计算单元应变、应力。
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