上海汽車(chē)衡結構設計中有限元分析二

單元特性分析

一、選擇位移模式

在有限單元法中，選擇節點(diǎn)位移作為基本未知量時(shí)稱(chēng)為位移法；選擇節點(diǎn)力作為基本未知量時(shí)稱(chēng)為力法；取一部分節點(diǎn)力和一部分節點(diǎn)位移作為基本未知量時(shí)稱(chēng)為混合法。位移法易于實(shí)現計算自動(dòng)化，所以，在有限單元法中位移法應用范圍zui廣。

當采用位移法時(shí)，物體或結構物離散化之后，就可把單元總的一些物理量，如位移、應變和應力等由節點(diǎn)位移來(lái)表示。這時(shí)可以對單元中位移的分布采用一些能逼近原函數的近似函數予以描述。通常，有限元法我們就將位移表示為坐標變量的簡(jiǎn)單函數。

二、分析單元的力學(xué)性質(zhì)

根據單元的材料性質(zhì)、形狀、尺寸、節點(diǎn)數目、位置及其含義等，找出單元節點(diǎn)力和節點(diǎn)位移的關(guān)系式，這是單元分析中的關(guān)鍵一步。此時(shí)需要應用彈性力學(xué)中的幾何方程和物理方程來(lái)建立力和位移的方程式，從而導出單元剛度矩陣，這是有限元法的基本步驟之一。

三、計算等效節點(diǎn)力

物體離散化后，假定力是通過(guò)節點(diǎn)從一個(gè)單元傳遞到另一個(gè)單元。但是，對于實(shí)際的連續體，力是從單元的公共邊傳遞到另一個(gè)單元中去的。因而，這種作用在單元邊界上的表面力、體積力和集中力都需要等效地移到節點(diǎn)上去，也就是用等效的節點(diǎn)力來(lái)代替所有作用在單元上的力。

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