文档介绍：有限元分析有限元分析 ((FEA)FEA) 方法方法
A-1
有限元分析有限元分析 ((FEA)FEA)
有限元分析是利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行
模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知
量去逼近无限未知量的真实系统。
定义
历史典故
• 结构分析的有限元方法是由一批学术界和工业界的研究者在二十世纪五
十年代到二十世纪六十年代创立的。
• 有限元分析理论已有100多年的历史，是悬索桥和蒸汽锅炉进行手算评
核的基础。
September 30, 1998 Introduction to ANSYS - Release (001128) A-2
物理系统举例物理系统举例
几何体 载荷 物理系统
结构
热
电磁
September 30, 1998 Introduction to ANSYS - Release (001128) A-3
有限元模型有限元模型
有限元模型 是真实系统理想化的数学抽象。
定义
真实系统 有限元模型
September 30, 1998 Introduction to ANSYS - Release (001128) A-4
自由度（自由度（DOFsDOFs））
自由度(DOFs) 用于描述一个物理场的响应特性。
UY
ROTY 方向 自由度
结构 位移
UX 热温度
ROTZ ROTX 电电位
UZ 流体 压力
结构 DOFs 磁磁位
September 30, 1998 Introduction to ANSYS - Release (001128) A-5
节点和单元节点和单元
载荷 节点: 空间中的坐标位置，具有一定自由度和
存在相互物理作用。
单元: 一组节点自由度间相互作用的数值、矩阵
描述（称为刚度或系数矩