1、3DS_Document_2012什么是Finite Element Analysis（FEA）有限元思想最早可以追溯到远古时代，在几个世纪前就得到了应用。如用多边形（有个直线单元）逼近圆来求圆的周长。FEA不是唯一的数值分析工具，在工程领域还有其它数值方法，如有限差分法、边界元法和有限体积法（流体）。FEA占据了工程分析的软件市场，而其它方法被归入小规模应用。83DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012什么是FEA例：如何用一根很短的尺子来例：如何用一根很短的尺子来测量从家到量从家到邮箱的小
2、路的箱的小路的长度？度？弯曲的小路用分段小路来代替用短尺分段测量小路93DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012FEA 步骤一般来讲，FEA软件通常有以下三个步骤:预处理理 分析的类型（例如，静态，热，频率），材料的性能，载荷和约束被定义（建立数学模型），并且模型被分为有限的单元（建立有限元模型）。求解求解 用来计算所需的结果（求解有限元模型）。后后处理理 用来对结果进行分析（分析结果）。103DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015
3、|参考：3DS_Document_2012SolidWorks Simulation 步骤建立数学模型建立有限元模型求解有限元模型结果分析113DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012建立数学模型特征消隐：合并或消除在分析中认为不重要的特征：外圆角、圆边、标志等；理想化清除简化CAD几何模型的方法123DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012建立有限元模型通过离散化过程，将数学模型剖分成有限单
4、元，称为网格划分。133DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012FEA中的基本概念网格 用四边形或三角形对CAD几何外形的近似描述单元 网格中所存在的三角形（四面体）或四边形（六面体）等结点-不同单元所联接在一起的点，结点是求解未知量（通常是位移）所需的点143DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012Simulation中的单元类型Simulation中三维单元有：一阶实体四面体单元和二阶实体
5、四面体单元；二维单元有：一阶三角形壳单元和二阶三角形壳单元；一维单元有：梁单元 153DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012实体单元示例Simulation中的单元类型将零件划分成小的四面体单元，并计算每一个单元上的变形，从而解出整个零件的变形。163DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012Simulation中的单元类型一阶（草稿质量）四面体单元一阶（草稿质量）四面体单元共有四个节点，每个
6、角上有一个。每个节点有三个自由度，意味着节点可完全由三个位移分量来表示。173DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012Simulation中的单元类型二阶（高质量）实体四面体单元二阶（高质量）实体四面体单元有十个节点（四个角点和六个中间节点），并且每个节点又三个自由度。183DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012壳单元示例将面划分成小的三角形单元，并计算每一个单元上的变形，从而解出整个零件的
7、变形。Simulation中的单元类型193DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012一阶（草稿质量）三角形壳单元一阶（草稿质量）三角形壳单元有三个节点（分布在角上），并且每个节点有六个自由度，意味着它的位移可完全由三个平移分量和三个转动分量描述。Simulation中的单元类型203DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012Simulation中的单元类型二阶（高质量）三角形壳单元二阶（高质量）
8、三角形壳单元有六个节点：三个角节点和三个中间节点。意味着位移可由三个平移和三个转动组成。213DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012梁单元示例Simulation中的单元类型将框架划分成小的梁单元，并计算每一个单元上的变形，从而解出整个零件的变形。223DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012Simulation中的单元类型两节点梁单元的形状在初始时为平直的，但可以假定形状在变形发生后为三次
9、方的一个函数。梁单元在每个端点处都有六个自由度。233DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012草稿品质（一阶）及高品质单元（二阶）一阶单元：仅在对特定目标进行分析时使用，如证实载荷或约束的方向。二阶单元：准备用来作最后计算的算例均应该采用高品质单元。243DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012建立FEA 模型-约束描述所给的模型是如何与外界相联系固定一个面、线或点允许滑动或转动253DS.C
10、OM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012建立FEA 模型-载荷作用于模型的外表面的载荷：作用在面、连线或点上的力扭矩、力矩压力作用于整个模型的载荷:重力、离心力热载263DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012FEA中的误差理想化误差创建数学模型离散为有限元模型数值误差解算过程离散化误差是FEA特有的，也只有这个误差能够在使用FEA方法时被控制。影响数学模型的建模误差，是在FEA之前引入的，只能通过正
11、确的建模技术来控制。求解误差是在计算过程中积累的，难于控制，但它们通常都很小。不要只根据该软件的结果进行设计决策。请结合试验数据和实际经验来使用这些信息。最终设计必须接受现场测试的检验。软件可通过减少、而不是完全免除现场测试，来帮助您缩短投入市场的时间。273DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012FEA计算有限元网格中每个节点的自由度构成了未知量。在结构分析中，节点的自由度可以被看作节点的位移。位移是基本的未知量，总是被最先计算。热分析中，基本的未知量是节点温度。而温度是标量，因此对于每个节点，只有一个未知量需要求解。283DS.COM/SOLIDWORKS Dassault Systmes|机密信息|10/28/2015|参考：3DS_Document_2012当载荷应用到实体时，实体通过产生内部力（一般来讲每个点都不一样）而尝试吸收其影响。这些内部力的强度称为应力。应力单位为每单位面积的力。应力分量力分量以一个受压条为
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