什么是有限元分析 (FEA)？

有限元分析 (FEA) 是在给定条件下模拟零件或组件行为的过程，以便可以使用有限元法 (FEM) 对其进行评估。工程师使用有限元分析来帮助模拟物理现象，从而减少对物理原型的需求，同时允许将组件优化作为项目设计过程的一部分。有限元分析使用数学模型来理解和量化现实条件对零件或装配体的影响。这些模拟通过专门的软件进行，使工程师能够定位设计中的潜在问题，包括张力区域和薄弱点。通过使用数学，可以理解和量化结构或流体行为、波传播、热传输和其他现象。

大多数过程可以使用偏微分方程 (PDE) 来描述，但需要求解这些复杂的方程才能估计应力和应变率等参数。 有限元分析允许近似解决这些问题。

有限元分析

有限元分析是现代软件模拟软件的基础，其结果通常显示在计算机生成的色标上。虽然一些理论认为有限元分析起源于 16 世纪Euler的工作，但直接详述该技术的最早数学论文可以追溯到 Schellbach 1851 年的工作。有限元分析由来自世界各地不同行业的工程师进一步开发，以解决一个问题大量的结构力学问题，主要在土木工程和航空航天领域。用于现实世界应用的有限元分析的首次开发始于 20 世纪 50 年代中期，并在接下来的几十年中得到进一步发展。

有限元分析如何工作？

有限元分析中使用的模拟是使用数百万个较小元素的网格创建的，这些元素组合在一起以创建正在评估的结构的形状。这些小元素中的每一个都经过计算，这些网格细化结合起来产生整个结构的最终结果。这些近似计算通常是多项式的，在小元素上进行插值，这意味着可以在某些但不是所有点确定值。可以确定值的点称为节点，通常可以在元素的边界处找到。如上所述，有限元分析用于求解偏微分方程，但一些偏微分方程更适用。