有限元分析流程图- FEA, FEM或CAE的总体步骤

什么是有限元分析?

有限元分析(FEA)或FEM是解决实际(工程)问题的一种方法。这些问题首先转化为矩阵和偏微分方程形式。最终求解偏微分方程和积分方程，得到问题的解。要解的方程的体积通常很大，不使用计算机得到解实际上是不可能的。这就是为什么需要不同的FEA包。有许多FEA包可用于不同的应用程序。一些流行的FEA包是Pro Mechanica, AnsysNastran和Gambit等。

有限元分析流程图

通常一个完整的有限元分析流程图应该有步骤，为了便于讨论，我将这些步骤以项目符号的形式而不是流程图的形式写出来:

• 创建3D CAD模型:使用任何3D CAD建模工具，如证明，Catia和solid Edge等，用于创建您想要执行FEA的部件/组件的3D几何形状。

• 清理3D CAD模型:三维CAD几何的一些特征可能对有限元分析不那么重要，但会大大增加网格划分的复杂性;你需要删除CAD模型的那些特征。例如，如果你需要分析下条的偏转

您最好删除轮，以避免复杂的啮合。

• 以中性格式保存3D CAD几何图形:保存3D CAD几何图形中性格式，如IGES, STEP等。虽然一些FEA包允许直接从一些3D CAD包导入CAD几何图形。例如，ProE几何图形可以直接导入Ansys。
• 导入三维CAD几何到FEA包:启动FEA包并将CAD几何图形导入到FEA包中。
• 定义材料属性：你需要告诉FEA包你使用的材料是什么。通过这个过程，你必须告诉弹性模量，泊松比和所有其他必要的性质要求有限元分析．
• 网格:网格划分是有限元分析中的关键操作。在此操作中，CAD几何图形被分割成大量的小块。这些小块被称为网格。分析精度和持续时间取决于网格尺寸和方向。随着网格尺寸的增大，有限元分析速度提高，但精度降低。

• 定义边界条件:你必须告诉FEA包你想在哪里施加载荷，你想在哪里休息零件/组装(约束)。
• 解决:在这一步中，您告诉FEA包解决定义的材料属性、边界条件和网格尺寸的问题。
• 后期处理:在此步骤中，您将查看解决方案的结果。结果可以以各种格式查看:图形、值、动画等。

结论

这里讨论的有限元分析(FEA)或FEM或CAE的流程图是FEA的典型概述。查看结果后，可以再次执行全部或部分步骤，以获得所需的结果。