普通人有限元分析入门方法：实际应用学习篇
有限元分析及应用课件
设置材料属性、单元类型等参数。
求解过程
刚度矩阵组装
根据每个小单元的刚度，组装成全局的刚度矩阵。
载荷向量构建
根据每个节点的外载荷，构建全局的载荷向量。
求解线性方程组
使用求解器（如雅可比法、高斯消元法等）求解线性方程组，得到节点的位移。
后处理
01
结果输出
将计算结果以图形、表格等形式输 出，便于观察和分析。
有限元分析广泛应用于工程领域，如结构力学、流体动力学、电磁场等领域，用于预测和优化结构的 性能。
有限元分析的基本原理
离散化
将连续的求解域离散化为有限 个小的单元，每个单元具有特
定的形状和属性。
数学建模
根据物理问题的性质，建立每 个单元的数学模型，包括节点 力和位移的关系、能量平衡等。
求解方程
通过建立和求解线性或非线性 方程组，得到每个节点的位移 和应力分布。
PART 05
有限元分析的工程应用实 例
桥梁结构分析
总结词
桥梁结构分析是有限元分析的重要应用之一，通过模拟桥梁在不同载荷下的响应，评估 其安全性和稳定性。
详细描述
桥梁结构分析主要关注桥梁在不同载荷（如车辆、风、地震等）下的应力、应变和位移 分布。通过有限元模型，工程师可以预测桥梁在不同工况下的行为，从而优化设计或进
刚性问题
刚性问题是有限元分析中的一种 特殊问题，主要表现在模型中某 些部分刚度过大，导致分析结果 失真
刚性问题通常出现在大变形或冲 击等动态分析中，由于模型中某 些部分刚度过高，导致变形量被 忽略或被放大。这可能导致分析 结果与实际情况严重不符。
解决方案：为避免刚性问题，可 以采用多种方法进行优化，如采 用更合适的材料模型、调整模型 中的参数设置、采用更精细的网 格等。同时，可以采用多种方法 对分析结果进行验证和校核，以 确保其准确性。
普通人有限元分析入门方法--理论学习篇
普通人有限元分析入门方法--理论学习篇展开全文（这文章写的时候估计会被喷，我已经做好心理准备的！）文章开始前，我要先说明：就像文章题目说的一样，本文只是从一个很普通的有限元分析工程人员的角度出发，既没有华丽的学历背景，也没有超一流的企业研发经验，更没有超高的智商，只是从一个普普通通的分析工程师角度和大家说说作为一个普通凡人如何去看待有限元分析学习的问题。
本人在网络上浸淫多年，有限元分析的学习也经历了整整10个年头，从一个无知小白到现在能够解决一些问题的工程人员，一路走来的心酸也是只有自己才知道。
回忆最初的起步，以及网络上看到很多新手学习的艰辛，想到写这样一篇文章，说说咱们这种普通人该如何去玩有限元分析。
我打算把文章分为理论学习篇、软件操作学习篇、实际应用学习篇和有限元分析行业市场分析篇四个部分，主要针对学习有限元分析5年以内的群体。
理论学习篇一说到有限元分析理论学习，我就觉得我上的那个是假大学，为啥随便来几个不是新手的人都是学过这么多课的，看过这么多书的，我上的大学不都是浪出来的么？我相信很多新手和我的感觉是一样一样的。
首先我以我目前的认知以及在网上很多人解答新手的问题来大致罗列下出镜率比较高的理论科目，并大致评估下学习需要的时间（假设我们从20岁开始为有限元分析打基础）。
大学本科四年掌握：高等数学、线性代数、材料力学、理论力学、概率统计，到这里24岁，这一阶段大多数的步调基本一致，接下来开始：1.弹性力学（1年）；2.数值方法（0.5年）；3.有限单元法（1年）；4.振动力学（1年）；5.损伤力学（1年）；6.张量分析（1年）；7.线性空间（1年）；8.软件应用（0.5年）。
把以上的内容相加，大概7年时间，WTF！这些学完已经30+了，这玩意我还是按照及其保守的时间，实际操作起来只会长不会短，有人说我可以一起学，有这种想法的人可以试试，或者去问问身边群里那些正在学习的人（这类人肯定不少，而且多数都是新手），听听他们学习之后的感受。
有限元分析小白入门指南(深度干货)
有限元分析小白入门指南（深度
干货）
作为结构工程师，有限元分析是必备技能。
如何在工作中有效地运用有限元分析，是我们掌握的重点。
我也是在有限元边缘测试，欢迎朋友们批评指正。
什么场合会用到有限元分析
1.设计验证(有效减少原型数量):传统验证方式主要采用原型和手工计算，成本高，时间长，可验证方案少。
如果不做设计验证，对于企业来说，将处于崩溃的边缘。
2、新产品研发，完整的产品研究:可以模拟和测试产品在各种场合的使用。
3.设计方案评估:对结构工程师提出的各种创新结构进行有效评估，找出符合要求的结果。
4.提供优化思路和方案:优化模块可以基于多个参数、约束和优化目标的范围。
找到最佳解决方案。
5.设计参数的确定:在日常的设计工作中，参数的确定大多是通过原有的产品类比和工程经验来确定的。
有限元分析可以用来做数值计算，提供设计参考。
6.产品问题分析和质量管理:如果产品存在质量问题和检测问题，设计是否合理是检验的重要环节。
有限元分析软件是一种重要的分析工具。
有限元分析及应用
有限元分析及应用介绍有限元分析，简称FEA（Finite Element Analysis），是一种数值计算方法，用于预测结构的力学行为。
它可以将结构离散为有限个小单元，在每个小单元内进行力学计算，并通过求解得到整个结构的应力和位移分布。
有限元分析常用于工程领域中，如结构分析、热传导分析、流体流动分析等。
原理有限元分析的基本原理可以概括为以下几个步骤：1.离散化：将结构或物体离散为有限个小单元。
常见的小单元形状有三角形、四边形等，在三维问题中可以使用四面体、六面体等。
2.建立数学模型：在每个小单元内，根据结构的物理特性和力学行为建立数学模型。
模型中包括了材料的弹性模量、泊松比等参数，以及加载条件、约束条件等。
3.组装和求解：将所有小单元的数学模型组装成一个整体的数学模型，然后利用求解算法进行求解。
常见的求解算法有直接法、迭代法等。
4.后处理：得到结构的应力和位移分布后，可以进行各种后处理操作，如绘制位移云图、应力云图等，以帮助工程师分析结构的强度和刚度性能。
应用有限元分析在工程领域有着广泛的应用。
下面介绍几个常见的应用案例：结构分析有限元分析可以用于结构分析，以评估结构的刚度和强度。
在设计建筑、桥梁、航空器等工程项目时，工程师可以使用有限元分析来模拟结构的力学行为，预测结构在不同加载条件下的变形和应力分布，以优化结构设计。
热传导分析有限元分析也可以用于热传导分析，在工程项目中评估热传导或热辐射过程。
例如，在电子设备的散热设计中，可以使用有限元分析来预测电子元件的温度分布，优化散热设计，确保电子元件的正常工作。
流体流动分析在流体力学研究中，有限元分析可以用于模拟流体的运动和流动行为。
例如，在船舶设计中，可以使用有限元分析来模拟船体受到波浪作用时的变形和应力分布，验证船体的可靠性和安全性。
优缺点有限元分析具有以下优点：•可以模拟复杂结构和物理现象，提供准确的结果。
•可以优化结构设计，减少设计成本和时间。
有限元分析实例
有限元分析实例引言有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种工程分析方法，能够将连续体结构分割成有限个小单元，通过在每个小单元内建立方程模型，最终求解整个结构的力学行为。
本文将以一个实例来介绍有限元分析的基本过程和步骤。
实例背景我们将以一个简单的杆件弯曲问题为例来进行有限元分析。
假设有一根长度为L、截面积为A的杆件，材料的弹性模量为E，截面的转动惯性矩为I。
我们希望通过有限元分析来计算杆件在一定加载条件下的弯曲变形。
有限元网格的划分首先，我们需要将杆件划分成有限个小单元，即有限元网格。
常用的网格划分方法有三角形划分、四边形单元划分等。
根据具体问题的要求和复杂度，选择合适的划分方法。
单元的建立划分好网格后，我们需要在每个小单元内建立方程模型。
在弯曲问题中，常见的单元模型有梁单元、壳单元等。
在本实例中，我们选择梁单元作为杆件的单元模型。
对于梁单元，我们需要定义每个节点的位移和约束条件。
根据杆件的几何尺寸和材料属性，可以利用应变能量原理和几何相似原理，得到每个节点的位移和约束条件。
材料特性和加载条件的定义在进行有限元分析之前，我们需要定义材料的特性和加载条件。
对于本实例中的杆件，我们需要定义弹性模量E、截面积A和转动惯性矩I。
加载条件可以包括集中力、均布力、弯矩等。
在本实例中，假设杆件受到均布力，即沿杆件轴向的受力分布是均匀的。
单元方程的建立和求解在定义了材料特性和加载条件之后，我们可以根据每个梁单元的位移和约束条件，建立每个单元的方程模型。
常见的方程模型有刚度矩阵方法、位移法等。
根据所选的单元模型，选择合适的方程模型进行计算。
通过对每个单元的方程模型进行组装，我们可以得到整个结构的方程模型。
将加载条件带入，可以求解出整个结构在给定加载条件下的位移、应力等参数。
结果分析根据求解得到的位移信息，我们可以绘制出结构的变形图。
通过变形图，可以直观地观察到结构在弯曲条件下的变形情况。
有限元分析方法范文
有限元分析方法范文有限元分析（finite element analysis，FEA）是一种广泛应用于工程领域中的数值分析方法。
它可用于模拟和预测物理系统中的结构和行为，并在设计和优化过程中提供指导。
在本文中，我们将详细介绍有限元分析的基本原理、步骤和应用。
有限元分析的基本原理是将真实的结构或物理系统离散为有限数量的较小单元，称为有限元。
这些有限元由一组连续性方程和材料属性定义。
然后，通过求解这些有限元之间的相互作用，可以得出整体系统的行为。
这种离散成小单元的方法允许对大型和复杂系统进行数值模拟，并提供对系统行为的准确预测。
1.建立几何模型：根据实际结构或物理系统的特征，使用计算机辅助设计软件（CAD）绘制几何模型。
这个模型可以是二维平面模型或三维立体模型。
2.网格划分：将几何模型离散成许多小单元，形成网格。
这些小单元通常是三角形或四边形，对应于二维平面模型；或者是四面体或六面体，对应于三维立体模型。
网格的密度和形状对分析结果的准确性和计算效率有重要影响。
3.定义边界条件：在模型上定义边界条件，包括约束边界和加载边界。
约束边界指定了结构的固定点或固定方向，而加载边界指定了模型上施加的外部力或重力。
4.定义材料属性：为每个有限元指定材料的性质，如弹性模量、密度、屈服强度等。
这些材料属性对于模拟系统的行为和响应至关重要。
5.建立有限元模型：根据几何模型、网格和边界条件，建立有限元模型。
这包括定义有限元的类型、节点位置和连接关系。
6.设置求解器：选择适当的求解器以求解有限元模型。
求解器根据有限元模型的离散特性和边界条件计算出系统的响应和行为。
7.求解和分析：通过求解器计算出系统的响应、位移、应力、应变等。
根据这些结果，可以进行进一步的分析和优化，如强度校核、结构优化等。
有限元分析方法广泛应用于工程领域，包括机械工程、土木工程、航空航天工程、电气工程等。
它可以用于分析结构的强度、刚度、稳定性，预测系统的振动、疲劳和破坏行为，优化设计和减少成本。
有限元分析及应用2篇
有限元分析及应用2篇
第一篇：有限元分析及应用
有限元分析是工程学中常用的计算分析方法。
它是一种将连续介质问题转化为离散问题进行数值计算的方法。
有限元分析常用于结构力学、流体力学、热传导等领域，可以模拟和预测物理系统的反应。
有限元分析的基本步骤是构建计算模型、进行离散化、求解计算模型和分析结果。
在构建计算模型时，需要确定模型的几何形状、材料性质和加载条件。
然后将模型划分为有限数量的单元和节点，并为每个节点分配一个特定的自由度。
离散化过程可以通过手动划分单元或使用软件工具实现。
离散化后，可以使用通用或专业有限元软件来解决模型。
在求解过程中，可以对模型进行修改和优化，并进行对比分析以确定最优设计。
有限元分析广泛应用于航空、汽车等制造业、建筑和特种设备制造业。
它可以有效地减少产品开发时间和成本，提高工作效率和生产效果。
有限元分析使工程师能够更好地了解物理系统行为和特性，并确保产品符合设计要求。
随着计算机技术的发展和软件工具的不断更新，有限元分析将在未来得到广泛应用。
有限元分析2篇
有限元分析2篇有限元分析（一）有限元分析（FEA）是将连续物体分割成有限个小单元，通过数值计算得出每个小单元对应的位移和应力，最终得到整体物体的位移、应力和变形状态的一种数值计算方法。
无需将实际工作负载应用于实际结构，便可进行应力测试。
有限元分析具有计算效率高、可重复性好、成本低廉等优点。
有限元分析的第一步是准备几何模型。
几何模型可以使用CAD软件或3D扫描仪等工具创建。
接下来，需要定义材料属性，如密度、弹性模量、泊松比等。
在规定边界条件后，可以将几何模型分割成小单元，如三角形或四边形，每个单元都与简单的微积分计算相关。
使用有限元分析技术，可以计算每个小单元的应力和位移以估算整个结构的应力和位移。
使用有限元分析技术时，需要一个有限元分析软件。
在几何模型、材料属性和边界条件输入完毕后，软件会自动生成数学模型，然后通过斯蒂芬-泊松方程求解每个小单元的应力和位移。
最终，软件将输出结构的应力、位移、变形等结果，这些结果有助于评估结构的稳定性和安全性。
有限元分析广泛应用于工程领域，如建筑、桥梁、飞机、汽车等领域。
它可以帮助工程师评估设计和材料选择，降低成本，提高安全性，节省时间等方面为工程师做出决策提供支持。
有限元分析（二）有限元分析技术（FEA）在现代工程设计中越来越重要，它可以预测物体在受到力的情况下的变形和应力分布。
这种技术可以用于设计复杂机械设备、建筑结构等领域，并有助于开发出更强、更轻、更高效的材料。
有限元分析技术的优点之一是可以对设计进行多次迭代，并可以对结果进行快速可视化分析。
这种技术可以在设计初期发现设计、制造或装配上的问题，以减少失误和实际测试的成本。
随着计算机计算能力的提高，有限元分析技术已经变得越来越快速、准确和精细。
使用有限元分析技术，物理问题可以转化为一个经过离散化的静力学或动力学问题。
它能够处理复杂的初始和边界条件，同时考虑物体的非线性特性和有限的应许值。
这些都是实验室测试不可比拟的优点。
有限元分析的原理及应用
有限元分析的原理及应用1. 引言有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）是一种工程数值模拟方法，通过将大型、复杂的物理问题离散成多个小的有限元单元，并对每个单元进行数值计算，最终得到整体系统的解。
本文将介绍有限元分析的原理及其在工程领域的应用。
2. 有限元分析的原理有限元分析的原理可以概括为以下几个步骤：2.1. 建立几何模型首先，根据实际问题的几何形状，以及需要分析的部分，建立一个几何模型。
这个模型可以是二维的或三维的，可以通过计算机辅助设计（CAD）软件绘制，也可以通过测量现场物体的尺寸来获得。
2.2. 网格划分在建立好几何模型后，需要将其离散化为有限多个小的有限元单元。
常见的有限元单元有三角形、四边形和六面体等。
划分过程决定了数值计算的精度，越精细的划分可以得到更精确的结果，但同时也会增加计算量。
2.3. 建立数学模型和边界条件有限元分析需要建立一个数学模型来描述物理问题。
这个数学模型可以是线性的，也可以是非线性的，取决于具体的问题。
在建立数学模型时，还需要考虑边界条件，即模型的边界上可能存在的约束或加载。
2.4. 求解数学模型有了数学模型和边界条件后，需要对其进行求解。
求解过程可以采用迭代方法或直接求解方法，具体取决于问题的复杂程度和计算要求。
在这一步中，需要进行数值计算，得到对应的物理量，例如应力、位移、温度等。
2.5. 后处理在得到数学模型的解后，需要进行后处理，将数值结果转化为可视化或可以使用的形式。
后处理可以包括绘制位移云图、应力云图等，以及针对特定问题进行统计分析。
3. 有限元分析的应用有限元分析在工程领域有广泛的应用。
以下列举了一些常见的应用领域：3.1. 结构力学有限元分析在结构力学中的应用非常广泛。
通过有限元分析，可以对结构的强度、刚度、变形等进行分析和优化。
常见的应用包括建筑结构、桥梁、飞机、汽车、船舶等领域。
3.2. 热传导有限元分析可以用于模拟物体内部的温度分布和热传导过程。
有限元分析及应用
有限元分析及应用有限元分析是一种数值计算方法，用于解决各种工程和科学领域中的复杂问题。
该方法基于物体或结构的离散性近似模型，将其分割成许多小的子领域，进而进行数学求解。
有限元分析广泛应用于结构力学、流体力学、电磁学、热传导等领域，在工程设计、产品开发和科学研究中发挥着重要作用。
一、有限元分析的原理有限元分析的核心原理是将一个复杂的物体或结构离散为许多互相连接的小尺寸单元，如三角形或四边形。
每个单元被视为一个小的、局部的子问题，并假设在每个单元内部的场变量（如位移、温度、电势等）为局部常数。
根据这一假设，可以建立一个局部方程来描述每个单元内部的行为。
为了求解整个系统的行为，将这些局部方程组合为一个整体方程组，并且采用边界条件来限制解的自由度。
然后，通过求解整体方程组，就可以得到整个系统在给定加载条件下的响应。
二、有限元分析的步骤有限元分析通常需要经过以下几个步骤：1. 几何建模：将待分析的物体或结构建立几何模型，包括定义节点、边界和连接关系等。
2. 单元划分：将几何模型划分为许多小的单元，选择合适的单元类型和尺寸。
3. 材料属性和加载条件：分配材料属性和加载条件给每个单元，如材料的弹性模量、材料的线性或非线性特性以及加载的力、温度等。
4. 单元方程建立：根据每个单元的几何形状和材料特性，建立每个单元内部的方程。
5. 整体方程建立：将所有单元的方程组合成一个整体方程，引入边界条件和约束条件。
6. 方程求解：通过数值方法（如矩阵解法）求解整体方程组。
7. 结果后处理：根据求解得到的结果，进行分析和后处理，如位移、应力和应变的计算、轴力图、位移云图等的绘制。
三、有限元分析的应用有限元分析已经应用于各种领域，主要包括以下几个方面：1. 结构力学：有限元分析可以用于评估结构的强度和刚度，预测结构的变形和破坏情况。
它广泛应用于建筑、桥梁、汽车、飞机等结构的设计和优化。
2. 流体力学：有限元分析可以用于模拟流体力学问题，如流体流动、传热和传质等。
有限元分析法范文
有限元分析法范文有限元分析法（Finite Element Analysis，FEA）是一种工程分析方法，用于解决复杂结构受力、变形等问题。
它将连续体分割为有限数量的小单元，通过数学模型和计算机技术，求解每个小单元上的力学性质，进而得到整个结构的力学行为。
有限元分析法在工程领域得到广泛应用，包括航空、航天、汽车、建筑、电子等各个领域。
有限元分析法最早出现于上世纪50年代，其核心思想是将复杂结构划分为有限个简单的几何单元，如三角形、四边形、六面体等。
每个单元上的位移、应力、应变等力学性质可以通过数学方程描述。
结构中的任何物理量，如位移、应力、应变、温度等，都可以用有限元的方式离散化，最终转化为一个非线性的矩阵方程组。
解得这个方程组，可以得到结构的力学行为。
1.建立几何模型：根据实际问题，使用计算机辅助设计软件建立结构的几何模型。
模型必须准确地描述结构的形状和尺寸。
2.场问题导入：根据结构特征和受力情况，选择合适的力学方程和边界条件，将场问题转化为一个数学问题。
3.离散化：将结构分割为有限个小单元，每个小单元通过一组节点连接。
根据每个小单元上的力学特性，建立相应的数学模型。
4.建立整体刚度矩阵：将每个小单元的刚度矩阵组合成整个结构的刚度矩阵。
这个矩阵描述了结构不同部分之间的约束关系。
5.施加边界条件：对于有固定边界的结构，需要施加相应的边界条件。
这些边界条件包括位移、力、固约束等。
6.求解方程组：通过数值计算方法解线性方程组，得到结构的位移、应力等力学性质。
7.后处理：根据求解结果，绘制位移云图、应力云图、应变云图等，分析结构的强度、刚度、稳定性等。
有限元分析法的优势在于对复杂结构的分析能力，使得工程师可以在设计阶段快速了解结构的强度、刚度、稳定性等。
它可以对结构进行多次迭代和优化，加快设计周期，减少试验次数，节约成本。
此外，有限元分析法还可以考虑非线性和动态载荷情况，对结构的疲劳寿命、震动响应等进行预测和分析。
有限元分析原理与步骤
有限元分析原理与步骤
有限元分析是一种数值计算方法，用于解决工程结构的力学问题。
它将任意复杂的结构分割成为若干个简单的子结构，通过数学模型和计算机软件进行力学分析。
有限元分析的步骤如下：
1. 建立几何模型：根据实际结构的几何形状，使用CAD软件
或者手工绘图等方式建立三维或二维模型。
2. 网格划分：将结构模型划分成若干个小单元，如三角形、四边形或六边形等，这些小单元构成了有限元网格。
3. 选择适当的元素类型：根据结构的特性选择合适的元素类型，如杆件元、梁单元、板单元等。
4. 建立整体刚度矩阵：根据每个小单元的几何形状和材料性质，计算每个小单元的刚度矩阵，将其组装成整个结构的刚度矩阵。
5. 施加边界条件：确定结构的边界条件，如固定支座、约束等。
6. 施加荷载：施加力、压力、温度等荷载条件。
7. 求解方程：通过求解结构的刚度方程，得到结构的位移、应力、应变等结果。
8. 后处理结果：根据求解得到的结果，进行结果的可视化及分
析。
通过以上步骤，有限元分析可以提供结构的力学性能分析，如应力、应变、变形等，为工程设计和优化提供参考依据。
普通人有限元分析入门方法：软件学习篇
普通人有限元分析入门方法：软件学习篇从学习有限元至今，我接触过的分析软件按照时间顺序依次是：ANSYS经典、LSDYNA、WORKBENCH、HYPERMESH以及Solidworks的Simulation，可以看出来其实我是ANSYS的忠实粉丝，而且我是在企业做技术工作，和多数人员学习有限元分析的目的应该类似，就是为了验证产品性能，所以我觉得可以在学习软件操作的过程给大家一点点借鉴思路。
首先先说四件事：1.这个阶段最大的问题是选择困难症：软件选择、软件版本选择、操作教材选择；2.任何有限元分析软件安装版本选择我个人建议以最新正式版本为基准，往前推2个版本，选择这三个版本之中的其中一个就可以了。
比如当前ANSYS 最新版ANSYS18，那从ANSYS16-18都是可以的，这之前的版本最好就不要选了（操作系统跟着时代主流走）；3.相信我，在学习有限元分析之前你遇到的大多数事情都不叫事情，大多数的困难都不叫困难，曾经引以为傲的智商在学习有限元分析的时候突然就不在线了，这也不用担心，大家都是这么过来的，有限元分析如果没有半年以上的持续性学习，你连门在哪都不知道，所以神马已经学了一周的学了一个月的却丝毫没有进展的不用慌正常现象。
4.FEA（有限单元法的缩写）makes a goodengineer great，but makesa bad engineer dangerous.我想这句话的意思大家都能够理解，都是由比较简单的英语单词，大家请努力记住这句话，对后面的文章内容很重要。
我们先以ANSYS软件为例了解下有限元分析软件界面的发展。
ANSYS软件界面目前有：ANSYS经典界面、ANSYS WORKBENCH界面和ANSYS AIM界面。
这三个界面虽然在实际使用功能上差别很大，但是从变化趋势中我们可以看出有限元软件界面的发展：首先，友好性程度越来越高；其次，AIM已经是中文界面了。
在每次新界面出来的阶段，都出现过非常相似的事件：在WORKBENCH开始推广的时候，很多使用经典界面的人士是看不上这个界面的，觉得这个界面的傻瓜式操作降低了有限元分析的神秘感，同时弱化APDL功能是很多当时使用经典界面的人士难以接受的事情，但目前WORKBENCH的发展情况大家也都有目共睹，基本上已经取代了经典界面；同样类似的情况在AIM中也出现，虽然AIM的定位和WB当时的情况略有不同，而且我个人对AIM这款软件还处于中立态度，谈不上看不看好（毕竟AIM是否会成功确定，但是AIM代表的软件发展方向是一定没问题的），但是中文界面的出现确实又进一步降低了玩有限元分析的门槛，我觉得这是非常好的一件事情，但是目前有一部分WORKBENCH的使用者和当年经典界面拥护者一样，毕竟花大力气玩会了英文界面，结果一个AIM出现瞬间把新手和自身的差距拉近了，这是任谁都难以接受的事情。
普通人有限元分析入门方法：有限元分析行业市场分析篇
普通人有限元分析入门方法：有限元分析行业市场分析篇有限元分析相关行业和技术绝对是机遇与挑战并存的典范，高风险高回报！通过之前的《理论学习篇》、《软件操作学习篇》和《实际应用学习篇》我们对有限元分析的学习有了基本的认识，但是多数学习者还会对一件事情比较困惑，就是有限元分析这项技术的市场前景，这直接关系到学习者找工作的问题，所以这部分内容和大家交流交流我看到的有限元分析市场在很多学习者通过网络的信息反馈基本上得到的信息是以下几点：1.使用有限元分析的企业非常有限，并且集中在大型高端企业，比如车企、航空、机器人、微电子等行业；2.企业对分析工程师学历学校要求很高，一般211硕士起步；3.工资并不是想象中那么高；4.实际工作中分析工程师还有大量的非分析任务。
这些信息的准确度有问题么？我个人觉得以上信息并不完备，在过去几年的发展中，社会上积累了大量懂分析操作不懂分析应用的人士，这个体量目前已经大到可以误导和阻碍新人成长的地步，这个应该和幸存者偏差的情况差不多，比较忙的群体都没有时间出现在网络上。
对于有限元分析的市场前景，我个人的体会是只有能够做到实际应用这一层面，才有机会去真正了解这个行业的市场前景，这个要求是目前社会对有限元工程师的最基本要求（后面会说到其实目前企业对分析工程师的要求远远高于这个所谓的基本应用），当你达不到这个水准的时候，之前的4点就会在我们面前所展示。
而现在我所看到的市场情况是这样的：1.越来越多的中小型企业主希望有实际分析能力的工程师加入团队；2.能做到实际产品分析的设计工程师非常抢手；3.由于市场需求供不应求，待遇可谈的空间比较大。
有限元分析企业发展分析从有限元分析过去几年的变化首先我们要清楚，企业对有限元分析工程师的要求已经从软件操作花花绿绿的云图需求转变成实际应用需求，这个转变我是深有体会，而且非常荣幸我恰好经历了这个社会需求转变期。
当我在2010年底走上社会的时候发现两件事：1.有限元分析在当时企业里的地位只是一项需要向甲方或者企业领导做出交代的门面工作，没人关心你分析的对错和分析所能够实现的价值，只需要一份有花花绿绿云图的报告就可以交差，要在这样的环境下凭借自身的条件或者等待企业给机会实现自身技术价值那是不太现实的事情，但是在当时的环境下这样的分析水准就可以混的比较轻松，因为即使是一份花花绿绿的云图报告，也没几个人做得出来；2.学校里学会的东西和企业应用存在着一道巨大的天堑，即使企业给了我们大量的机会，包括高端的工作站，正版的软件和服务，以及完备的试验检测设备等等，但是以我当时刚出学校的能力根本没可能通过有限元分析去实现自身价值，而且最心累的是进入企业会发现，做这方面技术前期根本没人带，绝大多数时候都要依靠自己，同时领导下发下来的任务多数时候都是超出自身能力本身或者企业能够提供的条件，理想和现实的差距真的很骨感。
有限元在生活中的应用例子
有限元在生活中的应用例子有限元法是一种通过将连续物体离散化为有限个小单元来近似求解连续问题的数值方法。
它在工程领域有着广泛的应用，可以用于模拟和分析各种力学行为。
下面将列举10个生活中的应用例子。
1. 汽车碰撞分析：有限元法可以用来模拟汽车碰撞时的力学行为，帮助工程师评估车身结构的强度和安全性能，从而设计更安全的汽车。
2. 建筑结构分析：有限元法可以用来分析建筑物在地震或风灾等自然灾害中的抗震和抗风性能，从而指导结构设计和改进。
3. 飞机机身设计：有限元法可以用来评估飞机机身结构的强度和刚度，从而优化设计，提高飞机的性能和安全性。
4. 桥梁结构分析：有限元法可以用来分析桥梁在荷载作用下的变形和应力分布，从而评估桥梁的安全性和耐久性。
5. 船舶结构设计：有限元法可以用来分析船舶结构在波浪和水流作用下的响应，从而指导船舶设计和改进。
6. 电子设备散热分析：有限元法可以用来模拟电子设备在工作过程中产生的热量分布，从而优化散热设计，提高设备的可靠性和性能。
7. 医学领域：有限元法可以用来模拟人体器官的力学行为，从而帮助医生诊断病情和指导手术。
8. 地下水污染传输分析：有限元法可以用来模拟地下水中污染物的传输和扩散，从而评估污染物的迁移路径和影响范围。
9. 电力系统分析：有限元法可以用来分析电力系统中的电压和电流分布，从而评估电力设备的运行状态和安全性能。
10. 摩擦材料分析：有限元法可以用来分析摩擦材料在接触过程中的力学行为，从而优化摩擦材料的设计和性能。
通过以上例子可以看出，有限元法在工程领域的应用非常广泛，可以帮助工程师和科学家解决各种力学和物理问题，优化设计和改进产品。
随着计算机技术的不断发展，有限元法将在更多领域得到应用，为人们的生活和工作带来更多便利和创新。
有限元分析基础教程
有限元分析基础教程有限元分析是一种工程设计与分析的常用方法，通过将连续系统离散化为有限数量的元素，使用数学模型计算来模拟和分析结构的力学行为。
ANSYS是一种广泛使用的有限元分析软件，以其强大的功能和广泛的应用领域而闻名。
在本教程中，我们将以一个简单的结构案例为例，介绍有限元分析的基础知识和步骤。
首先，我们需要了解有限元分析的基本概念。
有限元分析的主要目标是解决结构的应力、应变、位移和变形等问题。
为了达到这一目标，我们将结构离散化为有限数量的元素，并对每个元素进行建模和分析。
在ANSYS软件中，我们可以选择不同类型的元素，例如梁元素、板元素和体元素，以适应不同的结构类型和应用领域。
接下来，我们需要进行结构的前处理工作。
首先，我们需要绘制结构的几何模型，并定义其材料特性和边界条件。
在ANSYS中，我们可以使用图形用户界面来绘制模型，并通过材料库来选择合适的材料属性。
边界条件通常包括约束和加载。
我们可以定义结构的固定边界条件、位移边界条件和力边界条件，以模拟实际应用中的加载情况。
完成前处理后，我们可以进行有限元分析。
这包括求解结构的刚度矩阵和载荷向量，并计算结构的响应。
在ANSYS中，我们可以选择不同的求解器，例如静力分析求解器、动力分析求解器和热力分析求解器，根据不同的分析需求进行选择。
分析完成后，我们可以进行结构的后处理工作。
这包括分析结果的可视化和解释。
在ANSYS中，我们可以绘制结构的位移图、应力图和应变图，以直观地了解结构的响应。
我们还可以提取感兴趣的结果数据，例如最大应力值、最大位移值和变形云图，以进一步分析和评估结构的性能。
总结起来，有限元分析是一种常用的工程设计与分析方法，通过将结构离散化为有限数量的元素，并使用数学模型计算来模拟和分析结构的力学行为。
在ANSYS软件中，我们可以进行结构的前处理、分析和后处理工作，以获得结构的应力、应变、位移和变形等信息。
对于不同类型和复杂度的结构，有限元分析都可以提供准确和可靠的工程解决方案。
怎样学习有限元
怎样学习有限元有限元对许多工科的人而言，其必要性和重要性不言而喻。
问题在于，应该怎样的学习它呢？学习它，至少不用它到处害人也害己的话，我觉得至少要在下面四个方面有些基本知识：1、有限元基本理论及其求解基本步骤（数学基础）；2、有限元专业英语（英语基础）；3、你自己所属专业的东东（专业基础）；4、几何造型及拓扑学知识（建模基础）。
这个排序是由重到轻的。
1、做专业就要有做专业的样子。
咱们理工科的学生，没有辛苦的付出是不可能有真正收获的。
收获和付出在这里成正比。
常常有人觉得有限元的软件很难，不好学，不好用，很多东西搞不懂，一提就头痛。
其实这里面相当的一部分是有限元基本理论可以解决的问题，而不是软件的设计思想不好。
现在的商用有限元软件，比如我用过的abaqus，ansys，adina以及algor，应该说它们的界面已经很友好了，包括帮助文档等等都不错。
很大程度上使用者的问题是使用者自己对有限元基本理论漠不关心造成的。
比如，许多人不清楚ansys里面几何信息如keypoint、line、area等到底和有限元模型是什么关系，其实他们和有限元模型没有任何必然的联系。
它们只是软件为了方便建立有限元模型而提供的中间手段。
又如二维的实体单元（2－D solid element ）和三位空间的壳单元（shell element）有什么区别？从根本上说，两者的自由度不同。
这样的概念在几乎任何一本有限元书籍中一开始不多久就会提到。
只要你有弹性力学的基本知识，看这些应该不会很难的。
但是，当遇到问题的时候，你考虑过是自己的有限元基本知识不够吗？2、有限元理论完全可以看中文的书籍了。
但是，学习有限元软件仅仅有中文是不够的。
当前我们使用的大型有限元软件几乎都是欧美的产品。
他们几乎无一例外都用英语。
为了解决这个语言上的问题，国内已经出了不少有限元软件方面的中文使用参考书，其中尤以讲述ansys的书最多最滥，害人不浅！虽然每一本这样的书上都赫然写着作者的名字，但是只要你稍微耐着性子坚持看一段ansys的英文联机帮助，你就会明白，那些中文的ansys使用参考书其实就是把帮助文档的某些部分翻译过来ok。
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普通人有限元分析入门方法：实际应用学习篇前两个部分内容写的只能算是有限元分析应用的基础和前提，这部分所说的内容才算是有限元分析应用的入门。
本身写这一系列文章的目的就是和大家交流交流什么是有限元分析的应用问题，所以这个部分才是整套系列文章的重点。
我这里所说的入门是能够到企业能够做事情，如果以目前大家的熟悉培训的阶段来说，我个人把有限元分析学习的初级阶段分为大致这么几个阶段：软件操作阶段、理论学习阶段、应用入门阶段，千万注意这三个阶段是没有先后学习顺序的，并不是先学了软件操作再学理论然后才能应用入门，最简单粗暴也是最直接的方式就是直接应用入门，我个人一直觉得这才是学习技术最有效的方式。
我所说的入门阶段大致指标先说明下：1.针对某个分析模块能够解决独立大多数不同类型的产品在这个模块下的分析问题，比如我们最常接触的就是静力学模块，那多数产品的静力学问题要会自行独立解决，这里特别强调独立，现在很多学习者所谓的独立也都和我的定义不一样了，自己能够去网上问一个问题等待别人来解答这不叫独立，自己查资料自己看帮助在不寻求他人的帮助下解决问题这才叫独立；2.分析出来的产品能够自行提供切实有效的验证方案和验证指标，并且能够提供有结论的分析报告；有人说以上两点要求高了，这要怎么实现，我想说的是以上两点不是我给大家的标准，而是各位找工作的标准，如果达不到这两点，即使在短期内因为个中原因进入了某家优质企业，时间久了也会被扫地出门。
我们这个行业的大神和学术界的精英们一般留在学校做科研工作，但是留下的大批学历背景一般、专业背景一般的毕业生和早已走入社会的工程人员人是不可能做相关的科研工作，也就是说绝大多数人最终是要走进企业对有限元分析进行一线产品的应用。
从有限元这个工具被大家所熟知开始，所有的行业内人士都知道这个工具可以优化与改进产品或者设计新结构能达到预定的效果，但是很多分析工程师实际上并不知道怎么去逐步实现这个最终价值，也就是如何将有限元分析的价值真正落地。
所以首先第一部分我来和大家聊聊在我眼里如何才能将有限元分析的方案真正落地。
我这里首先从一个典型问题展开说说我们最关注也是有限元分析应用最终的方向之一：降低成本。
某企业想对自己的产品进行重新的优化设计，主要目的是想在保证产品合格的情况下降低产品成本，于是找了一位分析工程师进行优化改进，最终分析工程师对其中内部一个主要部件进行了局部的设计改进，他在工作汇报总结上的内容大致是：该部件重量下降20%，因此节省20%的材料成本，符合项目初期要求。
公司领导和下面的工程师看到这个设计方案之后，非常不满意，他们之间的争执过程我就不说了，我就罗列其中的几个重点：1. 产品是机加工件，原始设计方案和改进后的设计方案毛坯的质量最多只相差10%；2. 产品在实际加工过程中的工序由原来的2道工序变成了至少3道；3. 装配工序多了一道；4. 这个产品的主要成本排除材料成本之外，表面处理的成本才是大头，材料只占这个部件总成本的40%左右。
所以最终优化后的总成本其实根本不用算就知道肯定增加了。
我们都常常把有限元分析能够降低产品成本这件事挂在嘴边，但是实际上对于很多分析人员来说，一提到降成本想到的就是把材料成本降下来，其他的方面根本就不会考虑，这是非常严重的误区。
降低成本是一个系统工程，并不是如故事中所说的把材料成本降下来就可以解决问题了，此消彼长的道理在成本核算中是一个永恒不变的话题，从设计成本、采购成本、生产加工成本、装配成本、管理成本、运输成本以及后期的维护成本等等一系列成本，如果我们想做一个好的产品，必须对成本进行一个合理的控制，比如：焊接结构的刚度比螺栓连接的刚度要大很多，这样同样的焊接结构的产品可以比螺栓连接的产品轻一点，那为什么有那么多钢结构设备要用螺栓连接呢？因为轻的那部分材料成本会被更高昂的运输成本吃掉，以及未来可能带来的维修成本。
产品部分位置用M4的螺栓，部分位置用M6的螺栓这样强度就已经能够满足要求，但是为什么最后成品都用了M6的螺栓呢？仅仅是因为安全考虑的么？一般情况下第二种方案（全部使用M6螺栓）的采购成本、库管成本、加工成本以及售后维护成本都低很多。
一根轴通过有限元分析发现直径在26-30mm的某个区域内性能会比较好，但是在实际生产中如果是模具加工那我们就从26mm设计开始，但是机加工就要从30mm设计开始，这个就是考虑产品的修复问题。
这类问题其实非常多，笔者见识有限，只能举这几个典型且易于理解的小例子，实际情况只要去仔细研究下企业标准化的整套流程，自然就能明白个中原因。
但是通过以上的例子其实我想说明的一个情况：目前我们很多分析工程师视角太过狭隘，对产品的了解严重缺乏，导致改进之后的产品在生产装配或者维修等各方面存在明显缺陷。
所以说到怎么才能将分析方案落地，其实最需要的就是对企业产品各阶段的了解，其实我个人多年感受是只有对产品进行深入的了解之后，结合有限元分析的工具才能将有限元分析的价值体现出来。
CAE这个名字其实说的非常好，计算机辅助工程，既然是辅助，它的技能地位其实已经说得非常明白，原则上不能作为一个独立的技能存在，有限元分析作为CAE 的一个分支，自然也不例外。
但是目前有一部分搞分析的同行研究生或者博士毕业，出来后本质上看不上搞设计的工作，尽量疏远这个方向，保持自己一个高大上的形象，这一想法恰恰会限制了很多分析工程人员后期的提升和发展（这部分内容我将在第四部分内容中讲述）。
上面的内容是和大家交流下分析工程师在企业应用的比较高级的目标，算是工程人员成长的一个比较高级的目标，离目前多数新手距离较远，只能作为一个长期的发展方向，而实际上多数新手在一开始遇到的困扰主要存在于一个大问题：我们分析结果的对错谁来告诉我们？目前很多学习者能够做的事就是依靠市面上的教材，天然默认教材里的分析结果就是正确的，然后通过教材结果和自己的练习结果进行对比，对上了就是正确的，对不上就是错误的，其实这个做法是错误且没有意义的，在有限元分析中有一个很重要的技能培养就是后处理结果的验证，我不讨论教材书上的结果是否正确，但是现实问题中并没有一个答案会直接给你去做各种云图对比，所以通过软件操作教材或者绝大多数的书籍，后处理结果验证这项能力新手是没法去学习和掌握的，而后处理结果验证的能力又恰恰是直接关系到整个分析是否能够连接到实际应用最重要一步，可以说是有限元分析应用最难也是最重要的能力。
所以对于工程师来说如何去有效地掌握后处理结果的验证才是真正分析能够学好的关键。
所以接下来我们来说说怎么去学习培养分析工程师这部分的技能。
验证一般有两种方式，一种是理论结果和仿真结果的验证，一种是试验结果和仿真结果的验证，前者是传统理论经验公式和更先进的理论计算方法的对比，而后者代表着理论和现实的对比，这两种验证方式均有着不同的学习重点。
但是无论是哪种验证方式，学习掌握的难度都非常大，我在我的有限元教学视频里或者一些文章中经常会说到一些现实的边界条件问题，比如：多数涉及到螺栓孔的问题简化无条件设置为约束或者焊接；钢结构分析加重力的边界条件去和试验变形结果进行对比验证；不论任何形状的物体，只要是上面放置一个物体都简化为均布载荷……..多年来我接触过一些论文或者资料教程，其实模型边界条件这件事我个人的感受是有非常多的一部分资料是不符合真实工况的，在那些边界条件下如果去和试验或者理论作对比，差距都会非常大，所以我觉得对边界条件的敏感度训练是分析做好的第一步。
何为边界条件的敏感度，现实的边界条件无法完全还原到有限元分析，于是有以下几点是我们需要在做分析问题的时候注意的：1. 目前建立的数学模型边界条件中哪些是真实边界条件的准确反映，哪些是简化过的边界条件，比如之前提到的螺栓固定、载荷均布都是做过简化的边界条件；2. 简化后的边界条件到底对结果的影响是什么，和试验或者理论结果做对比是产生了正误差还是负误差；3. 当结果出现较大偏差的时候，能否分析出来是否是我们的边界条件简化产生了问题。
这里我要重点强调一件事情，所有的边界条件并没有所谓的简化规则，一切都是通过分析真实的物理情况做出的判断。
（请大家在未来的学习中牢牢记住，很多时候分析的错误往往都是那些你自以为完全正确的边界条件，而你认为正确的原因恰恰只是别人都这么简化）那边界条件的敏感度训练该如何去做，其实非常简单：材料力学教程。
材料力学书上那些理论计算的例子其实对于新手来说并不简单，有的一定要对称才能解，有的必须对计算结果做一些转化处理才能把有限元分析结果和理论计算结果对上，尤其是材料力学大量使用杆梁单元，对约束及自由度的理解非常有帮助。
我个人觉得材料力学上的例子作为有限元分析应用入门的第一步是很不错的选择。
不仅可以提升学习效率，同时学习材料力学、软件操作，材料力学的理论计算结果也省去了很多分析之后验证的麻烦。
而且我在一开始的理论学习篇里说到过，多数实际设计经验公式都是材料力学的公式衍伸，钢结构手册、机械结构设计手册都是如此，所以如果你能够通过材料力学的那些例子把基本问题搞清楚，实际应用问题中和理论结果对比这件事应该就不会难倒你。
如果想再深入学习（接下来的蓝色这一段并不针对所有的群体，但是我个人体会是复杂钢结构问题的处理非常锻炼分析工程师的能力，无论你从事任何行业的分析应用），我建议可以通过钢结构设计相关的计算案例进一步加强自身能力，实际钢结构中大量杆梁单元和壳单元的结合不仅锻炼模型处理能力，还能训练工程师的耐心，而即使再复杂的钢结构模型一旦简化成梁壳单元之后，多数电脑都能够承受模型的计算量。
其实模型的边界条件能够准确还原，那仿真结果和理论计算结果的对比就不存在太多的问题（有人这里会问，网格呢，网格怎么办？现有的有限元分析软件智能化程度已经非常高了，只要网格的密度设置合理，计算精度都能够得到保证，而这个设置现有的软件一般就只要设置网格的整体尺寸大小，随着未来的发展，网格一定不会成为学习的阻碍，所以如果你现在还在花时间学习网格划分，那是需要好好掂量掂量这是否划算的问题），而对于仿真结果和试验结果对比这件事，既理论计算结果和现实产品的试验结果的对比该如何学习呢？其实绝大多数人员经常接触这个问题，只是始终没办法想通这其中的相同之处。
很多人时常会问一个很有意思的问题：分析都是理想化的，那我们做出来的产品和理想化产品都是有差异的，这事我们在分析的时候怎么处理呢？有这个疑问或者被这个疑问曾经问倒过的朋友们都来想想下面这个问题：我们在用传统的理论经验设计手段时，带入到计算中的参数好像也是理想化参数，铁的密度都是用7800千克/立方米，钢的弹性模量都是用2.1e5MPa等等，这个时候绝大多数人好像并不计较材料参数或者经验公式所算出来的结果和真实试验结果的误差，这是为什么呢？其实在之前的理论学习篇中我提到过一类教材，可能很多人是有疑问的：试验设计和概率统计。