有限元方法与ANSYS应用第1讲ppt课件.ppt

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2、与ANSYS应用★课程学习的条件准备ANSYS软件自备U盘自备一个9/15/20215有限元方法与ANSYS应用★课程学习特点“实践出真知”★课程学习要求基础理论学习与“实战”结合★课程学习安排上课,上机,设计作业9/15/20216有限元方法与ANSYS应用课程教学主要内容★有限元法分析的基本理论与方法★有限元建模方法及应用★ANSYS软件系统介绍★ANSYS软件系统案例分析相互交叉,相互结合9/15/20217有限元分析的基本理论与方法FiniteElementsMethod9/15/20218有限元法分析的基本理论与方法★有限元方法概述★有限元分析的哲

3、学思想★有限元分析的力学基础★有限元分析的数学原理★有限元案例分析9/15/20219有限元法分析的基本理论与方法有限元方法概述★有限元方法的发展历程起源与问题的提出:处理对象:结构复杂、材料力学性能高处理要求:精度正确。宏观尺度材料设计9/15/202110有限元法分析的基本理论与方法有限元方法概述有限单元法最初是在二十世纪五十年代作为处理固体力学问题的方法出现的，是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代数值计算分析方法。9/15/202111有限元法分析的基本理论与方法在1945～1955这十年间发展起来的结构分析矩阵（位移）法可以说是它的雏形。“

4、有限单元法”这一名称是克拉夫（Clough）在1960年首先引用的。第一个成功的尝试是在连续体力学领域(飞机结构静、动态特性分析)中得到应用，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。9/15/202112有限元法分析的基本理论与方法1967年首次出版有限元专著《结构与连续力学的有限元法》，由Zienkiewicz与Y.K.Cheung(张佑启)合作。当时关于有限元法的研究论文几乎按指数规律增加，公开发表近8000篇，内部报告就更多。该书成为名著后，更名为《有限元法》，国内出版过第三版的中译本，1990年出版过第四版。……9/15/202

5、113有限元法分析的基本理论与方法Zienkiewicz认为，把复杂结构的计算问题转化为简单单元的分析和集合问题，许多经典的数学近似方法以及工程中所用的各直接近似方法都属于这一范畴。有限单元这术语的出现，意味着直接应用可用于离散系统的标准研究方法，是一种离散化的数值解法，是应用数学一个新的分支。9/15/202114有限元法分析的基本理论与方法有限元方法概述★科学研究三步曲观察与猜测归纳与分析论证与总结★工程问题三步曲理论分析科学实验数值模拟9/15/202115有限元法分析的基本理论与方法有限元方法概述★研究与解决问题的思路～闭环链实际问题(复杂)抽象与简

6、化(建模)研究分析还原实际问题检验结论正确与否9/15/202116有限元法分析的基本理论与方法有限元方法概述★有限元方法的相关背景有限元方法的三个依存:计算原理计算机软件计算机硬件算法语言CPU9/15/202117有限元法分析的基本理论与方法有限元方法概述★有限元方法的相关背景有限元方法的两大应用:◆科学计算或数值模拟(virtualtest)◆数字设计或虚拟仿真(CADCAMCAE)(新产品设计错误60%可以消除)(90%新产品用有限元进行分析和设计)9/15/202118有限元法分析的基本理论与方法有限元方法概述世界各地的研究机构和大学早在20世纪5

7、0年代末、60年代初就投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序，发展了一批规模较小但使用灵活、价格较低的专用或通用有限元分析软件。9/15/202119有限元法分析的基本理论与方法有限元方法概述主要有德国的ASKA、英国的PAFEC、法国的SYSTUS、美国的ABQUS、ADINA、ANSYS、BERSAFE、BOSOR、COSMOS、ELAS、MARC和STARDYNE等公司的产品。9/15/202120有限元法分析的基本理论与方法有限元方法概述其中，在宇航领域最为著名的是由美国国家宇航局（NASA）在1965年委托美国计算科学公司和贝尔航空系

8、统公司开发的NASTRAN有限元分析系统。9/15/