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有限元理论与方法

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非线性有限元线性有限元几何非线性材料非线性有限元精品文档---下载后可任意编辑有限元进展过程:有限元法在西方起源于收音机和导弹的结构设计,发表这方面文章最早而且最有影响的是西德 J 教授,于 1954—1955 年间分阶段在《Aircraft Engineering》上发表上许多有关这方面的论文,并在此基础上写成了《能量原理与结构分析》,此书内容提供了有限元法的理论基础。美国的、、和等人于 1956 年发表了了篇题为《复杂结构的刚度和挠度分析》一文,此文提出了计算复杂结构刚度影响系数的方法,并说明了如何利用计算机进行分析。美国于 1960 年在一篇介绍平面应力分析的论文中,首先提出了有限元的名字。1965 年英国及其合作者解决了将有限元法应用于所有场的问题,使有限元法的应用更加广泛。有限元法的基本思路:有限元法的基本思路和基本原理以结构力学中的位移法为基础,把复杂的结构或连续体看成为有限个单元的组合,各单元彼此在节点处连续而组成整体,把连续体分成有限个单元和节点,称之为离散化,先对单元进行特性分析,然后根据各单元在节点处的平衡协调条件建立方程,综合后作整体分析。这样一分一合,先离散再综合的过程,就把复杂结构或连续体的计算问题转化为简单单元的分析与综合问题。有限元分析中可实行三种方法:位移法——取节点位移作为基本未知数力 法——取节点力作为基本未知数混合法——有限元法分析过程:1、结构离散化(单元划分)2、选择位移模式为了能用节点位移表示单元体的位移、应变和应力,在分析连续体时,必须对单元中位移的分布做出一定的假定,也就是假定位移是坐标的某种简单函数,这种函数称为位移模式或位移函数(形函数)。 (1)3、分析单元的力学特性(1)利用几何方程:由位移表达式导出用点位移表示单元应变的关系式为单元内任一点的应变列阵 (2)(2)利用物理方程,由应变的表达式导出用节点位移表示单元应力的关系式 (3)是单元内任一点的应力列阵 是材料的弹性矩阵(3)利用虚功原理建立作用于单元上的节点力和节点位移之间的关系式,即单元的刚度方程(平衡方程)4、计算等效节点力弹性体经过离散化后,假定力是通过节点从一个单元传递到另一个单元,但   euN   e        eDD  D   eeKR精品文档---下载后可任意编辑是作为实际的连续体,力是从单元的公共边...

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