有限元學(xué)習(xí)總結(jié).doc

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有限元學(xué)習(xí)總結(jié) 最近在看有限元這類問(wèn)題，在這幾天的時(shí)間里，我弄懂了有限元的一些基本知識(shí)，下面進(jìn)行一些必要的總結(jié)。 離散化既是將連續(xù)體用假象的線或面分割成有限個(gè)部分，各部分之間用有限個(gè)點(diǎn)連接，每個(gè)部分稱為一個(gè)單元，連接的點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。常用的單元離散有三節(jié)點(diǎn)三角形單元，六節(jié)點(diǎn)三角形單元，四節(jié)點(diǎn)四邊形單元，八節(jié)點(diǎn)四邊形單元以及等參元。例如，對(duì)于平面問(wèn)題，最簡(jiǎn)單最常用的離散方式是將其分解成有限個(gè)三角形單元。 有限元的基本思想：首先將其求解域離散為有限個(gè)單元，單元與單元在節(jié)點(diǎn)相互連接，即原始連續(xù)求解域用有限個(gè)單元的集合近似代替，我們稱這是第一次近似。對(duì)每個(gè)單元選擇一個(gè)簡(jiǎn)單的場(chǎng)函數(shù)近似表示真實(shí)場(chǎng)函數(shù)在其上的分布規(guī)律，該簡(jiǎn)單函數(shù)可由單元節(jié)點(diǎn)上物理量來(lái)表示，通常稱為插值函數(shù)或位移函數(shù),這也是第二次近似。 有限元通常用的是兩種方法，第一種是力法，也稱柔度法，這是用內(nèi)力作為問(wèn)題的未知量，要得到控制方程，首先要使用平衡方程，然后進(jìn)行協(xié)調(diào)方程找出必要的附加方程，結(jié)果是一組確定多余力或未知力的代數(shù)方程組。第二種叫位移法，也稱剛度法，假定節(jié)點(diǎn)位移作為問(wèn)題的未知量。我們比較常用的是位移法。 通過(guò)這段時(shí)間的學(xué)習(xí)，我了解到用有限元求到的解一般都偏小，原因是連續(xù)體的一部分，具有多個(gè)自由度，在假定了單元位移函數(shù)后，自由度限制為只有以節(jié)點(diǎn)位移表示的有限自由度，即位移函數(shù)對(duì)單元的變形進(jìn)行了約束和限制，使單元的剛度較實(shí)際連續(xù)體加強(qiáng)了，因此，連續(xù)體的整體剛度隨之增加，離散化后的剛度較實(shí)際的剛度k為大，所以，所求解的解偏小。 有限元分析的基本步驟：第一步，將結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散化，包括單元?jiǎng)澐?，結(jié)點(diǎn)編號(hào)，單元編號(hào)，結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算，位移約束條件確定。第二步，等效結(jié)點(diǎn)力的計(jì)算。第三步，剛度矩陣的計(jì)算。第四步，建立整體平衡方程，引入約束條件，求解結(jié)點(diǎn)位移。第五步，應(yīng)力計(jì)算。 剛度矩陣具有什么特點(diǎn)：1剛度矩陣是對(duì)稱矩陣，2每個(gè)元素有明確的物理意義，3剛度矩陣的主對(duì)角線上的元素總是正的，4剛度矩陣是一個(gè)稀疏矩陣，5剛度矩陣是一個(gè)奇異陣。 平面問(wèn)題中的應(yīng)力分量應(yīng)滿足哪些條件：A、平衡微分方程、相容方程、應(yīng)力邊界條件、多連體中的位移單值條件；B、代入相容方程，不滿足相容方程，不是可能的解答；C、代入相容方程，不滿足相容方程，由此求得的位移分量不存在。 整體平衡方程中約束條件的處理 ：1：劃行劃列法：零位移約束條件、非零位移約束條件；2：乘大數(shù)法。 通過(guò)學(xué)習(xí)了上面的這些問(wèn)題，使我了解了很多有關(guān)有限元的知識(shí)，并且知道了有限元的很多優(yōu)勢(shì)與作用。要想在以后的發(fā)展中有更高的提升步伐，有限元的學(xué)習(xí)是必不可少的。我們可以一步步的搞清楚每一個(gè)步驟，了解有限元的基本思想，深刻體會(huì)其內(nèi)涵，多做一些題。