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簡述有限元法的基本思想。

有限元法的基本思想如下:

1.可變形體被視為有限個單元的集合,單元僅在指定節點處鉸接,不存在連接,單元之間的相互作用通過這些節點傳遞。這種離散變形體是實際變形體的計算模型。

2.分段近似,即為每個單元選擇壹個由相關節點數確定的函數來近似描述其場變量(如速度或位移)並根據壹定的原則建立物理量之間的關系。

3.整合每個單元建立的關系,得到與有限個節點相關的通用方程。通過求解這個壹般方程,可以得到有限節點的未知量(通常是速度或位移),進而得到整個問題的近似解,如應力應變、應變率等。

因此,有限元法的本質是將具有無限自由度的連續體簡化為壹組只有有限自由度的單元,用壹個較簡單問題的解來近似壹個復雜問題的解。

原理、優點和缺點:

1,原則。

連續解域離散為壹組單元的組合,解域中待求解的未知場函數由每個單元中假設的近似函數表示。近似函數通常由未知場函數及其在單元每個節點處的導數的數值插值函數表示。使得連續的無限自由度問題變成離散的有限自由度問題。

2.優點。

有限元法可以模擬各種具有復雜幾何形狀的結構,並得到它們的近似解。通過計算機程序,它可以廣泛應用於各種場合;您可以從其他CAD軟件中導入構建的模型;數學處理更方便,也可應用於形狀復雜的結構;有限元方法與優化設計方法相結合,以充分發揮各自的優勢。

3.缺點。

有限元計算,尤其是復雜問題的分析計算,消耗大量的計算時間、內存和磁盤空間等計算資源。無限域問題沒有好的解決方法。

盡管現有的有限元軟件大多采用了網絡自適應技術,但在具體應用中,使用什麽樣的單元以及網絡密度有多大完全取決於申請人的經驗。