所有汽车工业的碰撞
_ 轿车 _ 卡车 _ 公共汽车 _ 火车 _ 轮船 _ 航行器
1.3 有限元法的应用实例
接触/碰撞
_ 跌落试验 _ 摆锤碰撞试验 _ 喷气发动机扇片的包容性
分析
LS-DYNA Overview
1.3 有限元法的应用实例
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金属挤压成型：温度分布和变化
有限元分析流程
LS-DYNA Overview
前处理
模型建立 网格划分 属性定义 接触设置 边界条件
计算
Ls-dyna 求解器 得出d3plot
文件
后处理
结果分析 模拟动画
有限元分析流程
LS-DYNA Overview
前处理
有限元分析流程
LS-DYNA Overview
有限元法的前处理
有限元前处理包括：模型建立、网格划分、单元属性定义、材料属 性定义、确定载荷类型、设置接触条件和边界条件、…
有限元法的基本思想是： 先将研究对象的连续求解区域离散为一组有限个、
且按一定方式相互联结在一起的单元组合体。 然后对单元（小区域）进行力学分析。 最后再整体分析。
这种化整为零，集零为整的方法就是有限元的基 本思路。
1.3 有限元法的应用实例
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有限元模型是真实系统理想化的数学抽象
齿轮滚动接触应力分析
轧制
注塑成形
1.3 有限元法的应用实例
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超音速导弹飞行
水下爆炸对舰船冲击 轿车后悬架弹簧支座冲压过程
潜射导弹
反潜鱼雷入水
穿甲碎片
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ENGINEERING TECHNOLOGY ASSOCIATES
LIVERMORE SOFTWARE TECHNOLOGY CORPORATION
有限元分析流程
单元类型
经常采用的单元：
_ 线单元 _ 壳单元 _ 二维实体单元 _ 三维实体单元
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线单元:
梁单元：用于螺栓，薄壁管件，C型 截面构件，角钢或细长薄膜构件（只 需膜应力和弯应力的情况）等模型
杆单元：用于弹簧、螺杆、预应力螺 杆和薄膜桁架等模型
弹簧单元：用于弹簧螺杆、或细长构 件，或通过刚度等效替代复杂结构等 模型
有限元模型由一些简单形状的单元组成， 单元间通过节点连接，并承受一定载荷
1.3 有限元法的应用实例
静态分析
实例1\板的静力分析.avi 实例2\角架的静力分析.avi 实例3\3D基本范例.avi 实例4\梁的自然振动分析.avi 实例5\板的屈曲分析.avi
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1.3 有限元法的应用实例
1.3 有限元法的应用实例
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制造过程的模拟
_ 深拉 _ 液压成形 _ 超弹成形 _ 轧制 _ 挤压 _ 冲压 _ 加工 _钻
所有的这些成形过程可以利 用LS-DYNA 程序的质量 缩放和变化工具速度功能 来模拟
1.3 有限元法的应用实例
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1 前言
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有限元法最初应用在工程科学技术中，它是一 种数学物理方法，用于模拟并且解决工程力学、热 学、电磁学等物理问题。它作为一个具有理论基础 和广泛应用效力的数值分析方法，可以求解过去用 解析方法无法求解的问题，对于边界条件和结构形 状都不规则的复杂问题，有限元方法是一种有效的 现代分析方法。
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1.1 有限元法的产生
有限元思想并非现代社会的产物，早在公元3世 纪，我国古代数学家刘徽就提出用割圆术求圆周长的 方法，即用有限个正多边形逼近圆周，边数越多，周 长与直径的比值就越接近一个常数。这就是有限元思 想的萌芽。
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1.2 有限元法的基本理论
由于几何、材料、荷载或分析要 求考虑细节等原因造成无法采用 更简单单元进行建模的结构分析
真实系统
有限元模型
机械CAD/CAM技术
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1.3 有限元法的应用实例
载荷
节点: 空间中的坐标位置，具有一定 自由度和存在相互物理作用
单元: 一组节点自由度间相互作用的数值 矩阵描述（称刚度或系数矩阵) 单元有线、面或实体以及二维或三 维的单元等种类
约束：就是消灭自由度！？
网格划分单元非常重要，有限元分析的精度 取决于网格划分的密度
太密会大大增加计算时间，计算精度却不会 成比例地提高，通常采取将网格在高应力区 局部加密的办法
有限元法分析计算时，依据分析对象不同，采用的单元类型也不同。分析对 象划分成什么样的单元，要根据结构本身的形状特点，综合载荷、约束等情况 全面考虑而定，所选单元类型应能逼近实际受力状态，单元形状应能接近实际 边界轮廓
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二维实体单元用于模拟实体截面
需在整体笛卡尔X-Y平面内建立模型 所有的荷载均作用在X-Y平面内，并且
其响应（位移）也在X-Y平面内
Y ZX
有限元分析流程
单元类型
经常采用的单元：
_ 线单元 _ 壳单元 _ 二维实体单元 _ 三维实体单元
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手机跌落分析
1.3 有限元法的应用实例
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商务通、移动电话跌落分析
1.3 有限元法的应用实例
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机床振动有限元分析
1.3 有限元法的应用实例
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金属板料成形数值模拟
注塑成形数值模拟
计算机辅助工程分析
CAE
1 前言
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有限单元法又称有限元素法(Finite Element Method FEM)，是计算力学中的一种重要的方法，它是20世纪 50年代末60年代初兴起的应用数学、现代力学及计算 机科学相互渗透、综合利用的边缘科学，是现代科学 和工程计算方面最令人鼓舞的重大成就之一。
有限元分析流程
单元类型
经常采用的单元：
_ 线单元 _ 壳单元 _ 二维实体单元
壳单元用于薄板或曲面模型 壳单元分析应用基本原则：每 块面板的主尺寸不低于其厚度 的十倍
有限元分析流程
单元类型
经常采用的单元：
_ 线单元 _ 壳单元 _ 二维实体单元 _ 三维实体单元