有限元基础理论复习资料

有限元基础理论复习

第一章：有限元法及ANSYS概述

1.ＣＡＥ的概念是什么？（P1）

ＣＡＥ即计算机辅助工程，指工程设计中的分析计算与仿真。

２.有限单元法的基本思想是什么？（P2）

有限单元法的基本思想是将物体（即连续的求解域）离散成有限个且按一定方式相互联结在一起的单元的组合，来模拟或逼近原来的物体，从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题求解的一种数值分析法。

３．单元、节点概念的定义是什么？（P2）

网格划分中每一个小的块体称为单元。

确定单元形状、单元之间相互联结的点称为节点。

4.节点力与节点载荷的区别是什么？（P2）

单元上节点处的结构内力为节点力，外力（有集中力、分析力等）为节点载荷。故一个是内力，一个是外力。

第二章：有限元法基础理论

1.平面应力问题与平面应变问题的区别是什么？（Ｐ２５）

恒有δz=0,τzx =τxz=0, τzy=τyz=0,不为0的应力分量为δx,δy,τxy,这种问题称为平面应力问题。

恒有w=0,εz=γyz=γzx=0,不为0的应力分量为εx,εy,γxy,这种问题就称为平面应变问题。

2.轴对称问题有什么特征？它和平面应力问题的主要区别是什么？（P34）

轴对称应力问题的特征是如果弹性体的几何形状、约束条件及载荷都对称于某一轴，则所有的位移、应变及应力也对称于此轴。

与平面应力问题不同的是：单元体为圆环体，单元之间由结圆铰接，节点力为结圆上的均布力，单元边界为回转面。

3.什么是等参数单元？（Ｐ４０）

等参数变换即坐标变换和单元内德场函数采用相同数目的节点参数及相同的插值函数，等参数变换的单元称之为等参数单元。

4.介绍虚位移原理和最小势能原理？（P44）

虚位移原理：如果在虚位移发生之前，物体处于平衡状态，那么在虚位移发生时，外力所做的虚功等于物体的虚应变能。

最小势能原理：在所有满足边界条件的协调（连续）位移中，那些满足平衡条件的位移使物体势能取驻值，即δПp=δU-δV=0，对于线性弹性体，势能取最小值。

5.计算题

第三章：ANSYS建模

1．什么是工作平面？(P97)

光标在屏幕上是一个点，在空间实际上代表一条直线。为了用光标拾取一个点，必须要有一个假想的平面与该直线相交，这样才能唯一地确定空间中的一个点，该平面即工作平面。

2．ANSYS内有哪几种坐标系，适用哪些场合？（P 95）

1.全局和局部坐标系统：在空间坐标定位几何项（如节点和关键点）

2．显示坐标系统：决定列出和显示几何项的坐标系。

3.节点坐标系统：定义每个节点自由度的方向及节点计算结果的定位。

4.单元坐标系统：定位材料特性及单元计算结果数据。

5.结果坐标系统：转换节点或单元的计算结果数据到一个特殊的坐标系统中，以进行显示或进行一般的后处理操作。

3.ANSYS建模的基本过程是什么？(P９４)

1.确定分析目标及模型的基本形式，选择合适的单元类型并考虑如何建立适当的网格密度。

2.进入前处理。

3.建立工作平面。

4.激活适当的坐标系。

5.用自底向上或自顶向下方法生产实体。

6.用布尔运算或编号控制适当地连接各个独立的实体模型。

7.生产单元属性表（单元类型、实常数、材料属性和单元坐标系），设置单元属性指针。

8.设置网格划分控制以建立需要的网格密度。若需用自动网格划分功能，应在退出前处理后激活自适应网格划分。

9.通过划分实体模型的网格生产节点和单元。

10.在生产节点和单元后定义面与面的接触单元、自由度耦合及约束方程等。

11.保存模型数据为Jobname.DB

12.退出前处理。

4.如何在ＡＮＳＹＳ内构建复杂实体模型？（Ｐ１０２）

ＡＮＳＹＳ设置了与多种CAD软件如Pro/ENGINEER(Pro/E)、UG、AutoＣＡＤ等地数据交换接口。通过这些接口，可以把模型直接传入ＡＮＳＹＳ中，然后进行网格划分、加载求解过程。

第四章：结构线性静力分析

1.在前处理器（\PREP7）内主要完成哪些操作？（P129）

进入\PREP7处理器，即进入main menu>preprocessor 菜单建立有限元模型，主要包括定义单元类型、单元实常数、材料属性和几何模型等。

2.结构静力分析的载荷类型这要包括哪几种？（P130）

结构静力分析的载荷类型主要包括位移（UX、ＵＹ、UZ、ROTX、ROTY和ROTZ）、力或力矩（FX、FY、FZ、MX、MY和MZ）、压力（PRES)、温度（TEMP）、流通量（FLUE）、重力（Gravity）和旋转角速度（spinning angular Velocity）等。

3.如何从用户菜单和主菜单查看分析结果？(自己看下，不是很清楚)

主菜单：Main Menu>General Posproc>Plot Results