三維有限元分析應用廣泛并且實用高效的數(shù)值分析方法

眾所周知，網(wǎng)格是有限元分析非常重要的一部分，結構離散后的網(wǎng)格質量直接影響到求解時間及求解結果的正確性。

很多時候，提高單元數(shù)量對于計算精度的提高，遠遠比不過選用更好更合理的單元類型。對于不同的求算對象，所需要的單元數(shù)量也不相同。一般來說，求算應力需要比求算位移更多的單元，而求算剪應力需要比正應力更多的單元。

有限元分析是用較簡單的問題代替復雜問題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個合適的（較簡單的）近似解，然后推導求解這個域總的滿足條件（如結構的平衡條件），從而得到問題的解。因為實際問題被較簡單的問題所代替，所以這個解不是準確解，而是近似解。由于大多數(shù)實際問題難以得到準確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應各種復雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。

有限元是那些集合在一起能夠表示實際連續(xù)域的離散單元。有限元的概念早在幾個世紀前就已產生并得到了應用，例如用多邊形（有限個直線單元）逼近圓來求得圓的周長，有限元法最初被稱為矩陣近似方法，應用于航空器的結構強度計算，并由于其方便性、實用性和有效性而引起從事力學研究的科學家的濃厚興趣。經(jīng)過短短數(shù)十年的努力，隨著計算機技術的快速發(fā)展和普及，有限元方法迅速從結構工程強度分析計算擴展到幾乎所有的科學技術領域，成為一種豐富多彩、應用廣泛并且實用高效的數(shù)值分析方法。

隨著市場競爭的加劇，產品更新周期愈來愈短，企業(yè)對新技術的需求更加迫切，而有限元數(shù)值模擬技術是提升產品質量、縮短設計周期、提高產品競爭力的一項有效手段，所以，隨著計算機技術和計算方法的發(fā)展，有限元法在工程設計和科研領域得到了越來越廣泛的重視和應用，已經(jīng)成為解決復雜工程分析計算問題的有效途徑，從汽車到航天飛機幾乎所有的設計制造都已離不開有限元分析計算，其在機械制造、材料加工、航空航天、汽車、土木建筑、電子電器、國防軍工、船舶、鐵道、石化、能源和科學研究等各個領域的廣泛使用已使設計水平發(fā)生了質的飛躍。