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隨著計(jì)算機(jī)水平的不斷進(jìn)步，有限元的理論和應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展，有限元軟件的功能也在不斷的增加。有限元法在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和研制中所顯示出的無可倫比的優(yōu)越性，成為機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要工具。
有限元設(shè)計(jì)的過程就是用有限元程序把有限元理論和方法用計(jì)算機(jī)實(shí)施過程的紐帶。
(1) 模型簡化。將模型中的一些對整體的分析結(jié)果不會產(chǎn)生影響的部分去掉，例如，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的倒角、圓角等，因?yàn)橛羞@些因素存在會影響單元格劃分的質(zhì)量，以及增加大量的運(yùn)算量，使結(jié)果計(jì)算時(shí)不易收斂。
(2) 單元格劃分。將整體的模型進(jìn)行離散，以便從離散的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律進(jìn)行模擬分析，劃分單元格時(shí)根據(jù)不同模型的需要，可能需要建立一些不同的數(shù)據(jù)集合，以便在后續(xù)的材料特性定義和邊界條件定義時(shí)，選取不同的部分方便。
(3) 定義幾何特性。賦予模型一種幾何特征，如2-D模型中的厚度等，屬于應(yīng)力分析或應(yīng)變分析或是熱傳導(dǎo)分析等等，不同的模型有不同的輸入要求。
(4) 定義材料特性。給構(gòu)成模型的各部分以材料參數(shù)，如對于各向同性材料我們只需定義其楊氏模量，泊松比就可以了(這類材料一般為金屬材料)，對于非線形變化的材料需將材料的拉伸或壓縮的應(yīng)力應(yīng)變曲線輸入到計(jì)算機(jī)，然后通過擬合得到相關(guān)的系數(shù)再賦予模型的不同部分。
(5) 接觸條件定義。定義模型各組成部分的接觸狀態(tài)，例如在受力后橡膠要發(fā)生形變，那是橡膠本身之間的一種接觸，稱為變形體。
(6) 邊界條件定義。將零部件節(jié)點(diǎn)的X，Y，Z方向的位移設(shè)定為0。
(7) 載荷狀況(工況)定義。至邊界條件定義完成后，模型的基本的受力，位移及材料都已經(jīng)定義完成了，接下來需要定義工況(load case)，主要目的是選擇前面已經(jīng)定義好的邊界條件，載荷條件等，還需定義收斂的方法。
有限元的應(yīng)用大大提高了企業(yè)的設(shè)計(jì)效率，優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期。越來越多的企業(yè)和技術(shù)人員意識到CAE技術(shù)是一種巨大是生產(chǎn)力。可以預(yù)見，不久的將來，有限元法的應(yīng)用，必將更加普及，將會有更大的突破必將推動了科技進(jìn)步和社會發(fā)展，并且會取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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