第十一章第十一章 有限元建模概述有限元建模概述第一节第一节 有限元分析过程有限元分析过程建模目的：为有限元计算提供必要的原始数据建模目的：为有限元计算提供必要的原始数据有限元分析的三个步骤：有限元分析的三个步骤：1）前处理）前处理 建立有限元模型建立有限元模型2）计算）计算 完成相关的数值计算完成相关的数值计算3）后处理）后处理 处理计算结果并输出处理计算结果并输出第二节第二节 有限元建模的必要性有限元建模的必要性建模的关键性表现在：建模的关键性表现在：1）影响结果精度）影响结果精度 计算结果依赖于有限元模型计算结果依赖于有限元模型 2）影响计算过程）影响计算过程 不同模型需要的计算时间不同不同模型需要的计算时间不同3）对人员要求高）对人员要求高 考虑实际物体与模型的差别考虑实际物体与模型的差别4）花费时间长）花费时间长 占总分析时间的占总分析时间的70%第三节第三节 有限元模型的定义有限元模型的定义定义：有限元模型是为数值计算提供原始数据的定义：有限元模型是为数值计算提供原始数据的 计算模型计算模型三类数据三类数据1、节点数据、节点数据 1）节点编号）节点编号 2）坐标值）坐标值 3）坐标参考系代码）坐标参考系代码 4）位移参考系代码）位移参考系代码 5）节点数量）节点数量2、单元数据、单元数据 1）单元编号）单元编号 2）组成单元的节点编号）组成单元的节点编号 3）单元材料特性）单元材料特性 4）单元物理特性）单元物理特性 5）一维单元截面特性）一维单元截面特性 6）相关几何数据）相关几何数据3、边界条件数据、边界条件数据 1）位移约束数据）位移约束数据 2）载荷条件数据）载荷条件数据 3）热边界条件数据）热边界条件数据 4）其它边界条件数据）其它边界条件数据第四节第四节 建模的一般步骤建模的一般步骤建模方式：建模方式：脱机方式脱机方式人机交互人机交互人机交互的一般过程人机交互的一般过程1、问题定义、问题定义 必须确定以下几点必须确定以下几点 1）结构类型）结构类型 2）分析类型）分析类型 3）分析内容）分析内容 4）计算精度要求）计算精度要求 5）模型规模）模型规模 6）计算数据的大致规律）计算数据的大致规律2、几何模型建立、几何模型建立 曲面模型曲面模型 实体模型实体模型 线框模型线框模型3 3、单元选择、单元选择 单元类型单元类型 形状形状 阶次阶次4 4、单元特性定义、单元特性定义 材料特性材料特性 物理特性物理特性 辅助几何特征辅助几何特征 截面形状大小截面形状大小5 5、网格划分、网格划分 网格数量网格数量 疏密疏密 质量质量 布局布局 位移协调性位移协调性6 6、模型检查和处理、模型检查和处理 重合节点重合节点 编号顺序不合理编号顺序不合理7 7、边界条件定义、边界条件定义 1 1）对实际工况条件进行量化）对实际工况条件进行量化 2 2）将量化的工况条件定义为模型边界条件）将量化的工况条件定义为模型边界条件。