有限元计算

有限元计算离散化

首先是将需要分析的模型离散化，离散化是指将连续的弹性体划分成有限个单元组成的离散体，并把作用力按等效原则移置到各节点上 。

有限元计算单元分析

接着进行单元分析，了解一个单元里节点力和节点位移的关系。单元分析的任务是通过节点位移来表示单元内部任一点的位移，从而建立起节点力和节点位移之间的转换关系 。

有限元计算单元综合

最后是单元综合，即利用节点平衡方程式，在已知节点力的情况下，联系边界条件，求出节点位移，然后求得各单元应力或节点应力。

因为节点数可以从几个到几百个、上千个，所以有限元计算中必需应用计算机 。

计算模块由一系列计算程序组成，计算程序又称求解器(solver)。每个求解器完成特定类型的计算。因此，求解器越多，系统功能越丰富。在有限元模型提交计算以前，计算模块还提供计算定义功能，用于选择算法、参数、精度、输出结果、结果保留形式等。

目前常见的计算类型包括如下：

①线性静力分析

②动态分析

③非线性分析(材料非线性，几何非线性，接触非线性)

④热分析

⑤流场分析

⑥电磁场分析

⑦曲屈分析2100433B

有限元计算的任务是基于有限元模型完成有关的数值计算，并输出需要的计算结果。它的主要工作包括单元和总体矩阵的形成、边界条件的处理和特性方程的求解，由于计算的运算量非常大，所以这部分工作由计算机完成。除计算前需要对计算方法、计算内容、计算参数和工况条件等进行必要的设置和选择外，一般不需要人的干预。

有限元结构分析在大型工程计算中至今仍居重要地位．本书系统地论述了有限元方程组形成和求解的各个步骤的并行计算格式和并行程序设计技巧，着重介绍了有限元分析的并行计算、大型稀疏有限元方程组直按照法的并行处理、大型稀疏线性方程组预处理并把梯度法的并行处理、矩阵向见积的并行计还，还概括了近年来有关研究的主要成果，是一部具有较高理论水平和实用价值的著作。

有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司，其中ADINA、ABAQUS在非线性分析方面有较强的能力目前是业内最认可的两款有限元分析软件，ANSYS、MSC进入中国比较早所以在国内知名度高应用广泛。目前在多物理场耦合方面几大公司都可以做到结构、流体、热的耦合分析，但是除ADINA以外其它三个必须与别的软件搭配进行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的软件只有ADINA。

内容简介

内 容 简 介 本书是有限元法在电气工程应用方面的专门著作。详尽系统地介绍了有限元法 电磁计算的基本原理，求解过程和实际应用。着重表现了某些方法的应用技巧及应 用举例，具有独到之处。全面地介绍了国外近年来推出的有限元法电磁计算商业化 软件，及进一步扩大这些软件包功能的解后处理方法，有新颖性和开创性。完整地 论述了有限元法电磁计算研究方面的前沿性发展和课题，具有一定的领先作用。 张榴晨，1960年5月1日 生。1991年9月获加拿大皇后大 学电气工程博士。现为加拿大纽 布朗斯维克大学电气工程系助理 教授。长期从事电机、电磁场数值 计算、电力电子等领域的有关研 究和教学工作。已发表学术论文 32篇，有一译著，并持有两项专 利。1993年曾受铁道部专门邀请 来华作短期讲座“有限元法在电 机设计中的应用”。 徐松，1961年10月12日 生。1989年6月获清华大学电气 工程博士。现为中国科学院电工 研究所副研究员、电机研究室副 主任，中国科技大学研究生院兼 职副教授。从事过电机、电力电 子、电力系统、电磁场数值计算等 领域的有关研究和教学工作。已 发表学术论文24篇。2100433B