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设计中的有限元模拟
为了满足这些要求，许多部门都会使用FEM软件模拟了机械领域中的复杂组件。 有限元模拟是基于有限元方法，并以此为依据设计组件，例如换能器外壳被分成较小的元素，在软件计算过程中，这些元素随后被叠加到整个系统中。 一旦设置了所有边界条件（例如轴承，压力），有限元软件便会计算并模拟整个外壳的测量结果。
75620发布于 2021-04-26 - 来自专栏用户9688177的专栏
ProCAST有限元铸造工艺模拟软件
ProCAST-铸造模拟解决方案ProCAST是一款使用有限元方法（FEM）的铸造仿真软件。 ProCAST将有限元热流计算与CA（Cellular Automation）模型进行耦合，因此ProCAST的晶粒组织模块常被工业界的专家称为CAFE模块。 并行求解ProCAST铸造分析软件中的有限元模块求解器和差分模块求解器都支持并行计算。ProCAST的DMP解决方案（内存分布式并行计算）使用了最新的动态体划分和信息通讯技术。 ProCAST工艺应用熔模精密铸造ProCAST基于有限元网格可以自动生成模壳及保温层网格，能够设置保温层网格为各向异性，从而随时调节厚度参数而不需要重新生成网格。 ProCAST基于有限元技术，可以预测变形及残余应力，还可用于更多的特殊工艺，如半固态、射砂制芯、离心铸造、消失模与连续铸造等。
3.7K30编辑于 2022-06-28 - 来自专栏铸造模拟
ProCAST有限元铸造模拟仿真软件CAE
有限元算法解决方案即ProCAST中高端解决方案，主要采用有限元技术，主要针对大型科研机构和高端用户，计算精度更高；有限差分解决方案即QuikCAST（目前已经并入到ProCAST作为其一个差分计算模块 因为有限元算法的原因，是目前唯一能对铸造凝固过程进行热－流动－应力完全耦合的铸造模拟软件。适用范围 模块化设计适合任何铸造过程的模拟。 ProCAST软件的特点ProCAST采用基于有限元法(FEM)的数值计算方法与有限差分(FDM)相比，有限元法具有较大的灵活性，特别适用于模拟复杂铸件成形过程中的各种物理现象。 ②建模过程中如需局部网格细化，有限元网格无须像有限差分法那样把细化影响到整修模型，这样使FEM的单元和节点数明显少于FDM。③以弹性、弹塑性、弹粘塑性模型进行应力和热的耦合分析时，只能采用有限元法。 ④在处理和充型方向相平行的曲面时，由于有限元法能够精确描述曲面边界，因而能准确模拟铸件充型的流场；而有限差分法在描述铸件曲面边界时，由于断面成锯齿状而造成较大的偏差。
3.3K10编辑于 2022-09-16 - 来自专栏Hello world学习记录
SPNP晶体管辐照损伤效应的有限元数值模拟
基于三维并行自适应有限元平台 Parallel Hierarchical Grid (PHG)，采用倒数平均有限元法对漂移扩散方程进行离散求解。 数值模拟再现了辐照后 SPNP 晶体管出现的基极电流增大及电流增益退化现象，并与横向 PNP (LPNP) 晶体管进行对照，最终得到这两类晶体管对辐照损伤的敏感程度上的差异。
39531编辑于 2022-11-17 - 来自专栏模拟计算
有限元仿真的基本原理及模拟计算方法
有限元法(英文名：Finite Element Method, FEM)是一种将连续体视为若干个有限大小的单元体的离散化集合，以求解连续体热、力、电磁问题的数值方法，其基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个 有限元仿真系统可以对技术指标结构、流体分析等方面进行仿真分析。 有限元基本原理：把系统的求解区域离散成一个单元的分组体系,用在一个单元中假设的近似场函数来分片的描述求解区域中所有待求解的未知场函数,而类似函数则一般用未知场函数的导数和单元中各结点的数值插值函数来描述 有限元模拟计算：1.网格划分（网格的概念：由结点、单元、结点连线构成的集合叫做网格）步骤：（1）弹性体简化。（2）把弹性体划分为有限个单元组成的离散体。（3）单元之间通过单元节点相连接。
1K10编辑于 2024-08-14 - 来自专栏数值分析与有限元编程
有限元 | 梁单元有限元程序算例
之前发过一个梁单元有限元分析程序。在好友测试时发现一个问题，就是程序中的real型变量默认为kind=4，我们姑且称为单精度型。 有限元计算精度取决于划分的单元，不同的划分得到的结果略有不同。
2K80发布于 2018-04-08 - 来自专栏数值分析与有限元编程
有限元类型
当在变分原理中放松了应力边界条件和单元之间的应力平衡条件时，可以得到修正的余能原理，在此基础上可以建立杂交应力的有限元模型。
85340发布于 2018-04-08 - 来自专栏数值分析与有限元编程
有限元| 支座沉降
考虑一个有限元模型的势能泛函 \Pi = \frac{1}{2} \mathbf Q^T \mathbf K \mathbf Q - \mathbf Q^T \mathbf F \quad\cdots 建立两个单元的有限元模型如图1b所示，边界条件为 Q_1=0 和 Q_3=1.2mm ，结构刚度矩阵为 \mathbf K =\frac {20\times 10^3 \times 250 }{150} 用先处理法建立如图3所示的有限元模型，得到的平衡方程组为 ▲图3 \frac {29.5\times10^6}{600} \begin{bmatrix} 15.0 & 0& 0& 修正后的有限元方程组为 \frac {29.5\times10^6}{600} \begin{bmatrix} 15.0 & 0& 0& 0\\ 0 & 20.0+C&
44010编辑于 2024-04-17 - 来自专栏数值分析与有限元编程
有限元 | 有限元法计算刚架的临界荷载
相关公式见有限元 | 梁的弹性稳定分析(二) ▲图1 单元划分和结构标识 该刚架仅有 \text{BC} 杆受轴向压力作用,失稳时 \text{AC} 杆的变形曲线为精确的三次的抛物线。 F_P^{cr} = \frac {28.97EI}{l^2} 本问题临界荷载的精确值为 F_P^{cr} = \frac {28.4EI}{l^2} ，上述有限元解比精确值偏高约2%，原因是假定了单元的位移函数相当于增加了无形的约束
46010编辑于 2024-05-20 - 来自专栏仿真CAE与AI
有限元分析是什么？有限元分析优势
仿真中的有限元是什么？有限元分析究竟是做什么的？为了确认三维设计的最佳方案并进行验证，有限元分析是必须的。那么，什么是有限元分析呢？有限元分析是工程师解决工程问题的一种工具。 有限元分析的优势是什么有限元分析的一个优点就在于您可以在制作原型之前，通过计算机辅助设计模型找到任何部位的应力，因此可以预测哪些地方最可能出现故障，并且哪些地方在承受更高负载时可能出现第二、第三故障。 正确地运用有限元分析可以在仿真模型而不是实际原型上有效执行设计迭代。有限元分析的另一大优势在于，它可以揭示你在构建和测试过程中无法察觉到的信息。 然而，有限元分析可以清晰地显示挠度情况，这有助于您理解负荷传递路径，并以最高效的方式加强结构。有限元分析的基本步骤有限元分析的基本步骤通常为：第一步。 预处理是建立有限元模型，完成单元网格划分，这是有限元分析的基础前提；后处理则是采集处理分析结果，使用户能简便提取信息，了解计算结果。
19010编辑于 2026-01-22 - 来自专栏数值分析与有限元编程
有限元 | 多点约束
在有限元模型中，梁、杆、索属于不同的单元类型，虽然这些结点具有相同的节点线位移，但截面转角不相同，此时我们可以在该处定义两个坐标一样的结点，然后指定这两个结点的线位移相等。
50810编辑于 2024-04-17 - 来自专栏CAE学习
初识非线性有限元
在有限元分析中，我们经常会和非线性打交道，如材料非线性、几何非线性、边界非线性。 非线性有限元一直是有限元中较为困难的一部分，在非线性有限元中我们经常碰到诸如Newton-Raphson迭代法，切线刚度阵等概念，今天我们就单的介绍一下非线性吧。 牛顿迭代法的思想是将非线性方程线性化，以线性方程的解逼近非线性方程的解，具体操作如下： 牛顿迭代法图形解释 对于非线性方程f(x)= 的迭代解法有如下格式 3.非线性有限元迭代法 虽然上文只是简单的一维问题 ，但是我们可以把它当做位移法有限元的原型，对于一般有限元，离散平衡方程一般具有如下形式： 对于试探解、一般有 该方程的求解有如下形式 （1）直接迭代法 直接迭代法中要求K矩阵为u的显式函数 再来看看我们上面的问题： 非线性有限元及程序蓝色曲线为精确解，红色点点为固定载荷增量下求得的位移，k=1000时，牛顿迭代法能够很好地跟踪载荷位移路径，得到所有的位移响应。
1.6K10编辑于 2022-05-26 - 来自专栏用户9688532的专栏
有限元法（FEM）
实际上，可以通过有限元方法简单地将这些函数转换为普通的矢量。 这是有限元公式化的第一步。利用弱公式化，就有可能对数学模型方程进行离散化，从而得到数值模型方程。可以利用伽辽金法——许多可能的有限元法公式化中的一种——来进行离散化。 来自之前的散热器模型图的有限元离散化。 在讨论有限元法时，需要考虑的一个重要因素就是误差估计。原因在于，当达到估计出的误差宽容度时，就会发生收敛。请注意，这里的讨论具有更一般的性质，而不是局限于特定的有限元方法。 先验 估计通常仅用于预测所用有限元方法的收敛阶数。
2.6K20编辑于 2022-05-19 - 来自专栏数值分析与有限元编程
有限元 | 弹性支座
只划分一个单元时，其有限元平衡方程为 \frac {EI}{l^3} \begin{bmatrix}12 & 6l & -12 & 6l \\ 6l & 4l^2 & -6l & 2l^2 \\ -12
38010编辑于 2024-04-10 - 来自专栏数值分析与有限元编程
面向对象有限元编程|自定义有限元程序框架
在调用 math 模块中的函数sqrt时，必须这样引用：math.sqrt 有了模块，自定义有限元程序框架就方便了。 以下是自定义有限元程序框架CFEA，结构如下 CFEA |-- ModElements.py |-- ModMaterial.py |-- ModStruct.py |-- ModNumeric.py ModMaterial.py定义材料类，ModStruct.py定义有限元模型类，目前只有一个类。以后再定义由不同单元组成的结构类。ModNumeric.py定义求解器类。 listNode = [nd1, nd2, nd3] listElem = [elem1, elem2] fm = ModStruct.FEModel(listNode, listElem) #有限元模型实例
1.1K30发布于 2021-03-25 - 来自专栏数值分析与有限元编程
开源有限元框架 FEniCS
对于做有限元分析的新手来说它不怎么友好，但对于大牛而言他确实是利器，犹如一把瑞士军刀。 一篇文献《FEniCS is highly overrated》也是吐槽这个软件是夹生饭，可点击阅读原文查看。
3.8K30发布于 2019-06-24 - 来自专栏数值分析与有限元编程
连续梁有限元程序
平面刚架有限元分析需要建立单元坐标系和总体坐标系。现在单元坐标系建立单元刚度矩阵和等效节点力向量，再转换到总体坐标系，在总体坐标系下组装总体刚度矩阵和等效节点力向量。求解之后再还原到单元坐标系中。
1K40发布于 2018-04-08 - 来自专栏数值分析与有限元编程
有限元分析软件ADINA
ADINA（Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis）软件是美国ADINA R＆D公司的产品，是基于有限元技术的大型通用分析仿真平台，广泛应用于各个工业领域 ADINA R＆D公司由世界著名的有限元技术专家K.J.Bathe博士及其同事于1986年创建，总部位于美国马萨诸塞州Watertown。 该公司专门致力于开发能够对结构、热、流体及流构（固）耦合、热构（固）耦合问题进行综合性有限元分析的程序——ADINA，从而为用户提供一揽子解决方案。
2.8K10发布于 2018-09-14 - 来自专栏数值分析与有限元编程
简单问题的有限元模型
有限元模型如下图所示，平衡方程为 考虑边界条件,于是 解得 代入平衡方程可得，支座反力 杆系结构有限元分析有以下3个层次： (1)单元分析。
67020编辑于 2022-04-18 - 来自专栏数值分析与有限元编程
有限元知识| 沙漏、零能模式
沙漏（hourglassing） 沙漏简单地说就是单元只有一个积分点，周边的节点可以随意变形。 发生的对象：一阶、减缩积分单元； 产生的结果：单元太柔； 解决方法： 1.对一阶减缩单元，合理细化网格；荷载避免使用点荷载； 2.在大应变区或大应变梯度区使用一阶单元，而不是使用二阶单元。 零能模式（zero-energy mode） 采用一阶减缩积分时会出现零能模式。即单元只有一个积分点，在受弯时该积分点没有任何的应变能，此时此单元没有任何刚度，就无法抵抗变形。 解决方法： 1.提供人工的“沙
3K70发布于 2018-04-08
腾讯云开发者
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