有限單元法考試

2023-01-01 23:42:02 字數 1062 閱讀 6546

1. 有限單元法:將乙個連續體劃分成有限個微小的單元體,並假定單元體之間僅在節點處相互傳遞節點力和位移,從而把乙個具有無限個自由度的連續體簡化為有限個自由度的近似物理模型,進而用類似結構分析的方法求解。

2. 邊界條件:分位移邊界和應力邊界。

位移邊界指在全部或部分邊界上位移為已知,即式中,是已知的邊界位移,分別是座標x,y,z的已知函式,最簡單的情況為u=ū、v=、w=即已知位移為常量。應力邊界指在全部或部分邊界上,各邊界點上的應力分量與相應的外力分量之間的平衡關係。因此,應力邊界條件可以稱荷載條件,按邊界上的平衡條件,則有此式即為應力邊界條件。

3. 虛功原理:彈性體處於平衡狀態的充分和必要條件是對任意微小的虛位移,其外力在虛位移上所做的總虛功等於變形體總的虛應變能。

4. 最小勢能原理:在給定的外力作用下,在滿足位移邊界條件的所有可能的位移中,能滿足平衡條件的位移應使總勢能成為極小值。

5. 離散化:把乙個實際的連續體認為的劃分為有限個更細的子區域,這些小的子區域即稱為「單元」,各單元之間認為僅在單元的各頂點即節點處彼此相互作用;在乙個單元的區域內假定其仍滿足勻質、連續的假定;對連續體的各個單元及節點給與定義,這就是離散化。

6. 有限單元法的求解步驟:1.

結構的離散化2.建立單元剛度矩陣並組集總體剛度方程3.引入邊界條件,修改總體剛度方程4.

求解總體剛度方程5.計算成果的整理、分析與評價

7. 平面應力問題:假設乙個等厚度均勻的薄板只在板的邊上受有平行於板平面的面力,及均勻的平行於板平面的體力,面力及體力都不沿厚度變化的問題。

8. 平面應變問題:設有一等截面柱體,與平面應力問題相反,它沿某一座標軸方向假定為無限長且截面無變化。其所受外力平行橫截面,且沿長度方向無變化。

9. 單元位移函式的選擇原則:1.

選擇多項式的階次及項數應由單元的節點數目及自由度數來決定2.高次多項式只選一部分項情況下應遵守對稱性原則取其最高次式中的位置對稱的相應項。3.

位移函式應滿足完備性要求4.位移函式滿足協調性原則。

10. 軸對稱問題:在三維空間問題中若彈性體的幾何形狀、荷載條件、邊界條件對稱於某一座標軸,則該連續體在荷載作用下的位移、應力、應變也必對稱於該軸線,此類問題稱軸對稱問題。

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