有限元分析(Finite Element Analysis,简称FEA)是一种 利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟的数值分析技术。其核心思想是将一个连续的问题离散化为一组有限个、且仅在有限个节点上相互连接的单元组合体,从而对实际问题进行近似求解。
具体来说,有限元分析包括以下几个关键步骤:
离散化:
将复杂的连续体(如结构、流体等)划分为若干个简单的小单元(有限元),这些单元通过节点相互连接。
近似求解:
对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件),从而得到问题的解。
数值计算:
使用数值方法来求解每一单元上的方程,从而得出结构的应力、变形等物理特性。
有限元分析广泛应用于力学、热学、电磁学等领域的复杂问题求解,是现代工程设计和物理现象模拟仿真中的重要工具。