有限元仿真、什么是有限元分析？有限元分析具体能有什么应用价值？

什么是有限元分析？

  有限元分析使用复杂的数学方程、模型和模拟来 了解物体如何与物理力相互作用。这有助于工程师了解对象的持久性以及如何优化它。

  有限元分析是一种使用数学过程的结构分析方法。FEA 要求您将更大、更复杂的对象分解为更易于管理的部分。当您不断拆分结构时，您会更好地了解对象将如何响应压力源。这种为 FEA 分解结构的方法称为有限元法(FEM)。

有限元分析有什么价值？

１、增加设计功能，减少设计成本；

２、缩短设计和分析的循环周期；

３、增加产品和工程的可靠性；

４、采用优化设计，降低材料的消耗或成本；

５、在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题；

６、模拟各种试验方案，减少试验时间和经费。

有限元分析具体分类有哪些？

其应用几乎涵盖了力、冲击、地震、温度、噪音、振动、摩擦、耐久性、刚度和重量等，感兴趣的所有方面。

1、静态/准静态分析

      各类工程结构、零件及装配件的结构强度校核等

2、振动/模态分析

      结构固有频率的提取、瞬态响应分析、DDAM、稳态响应分析、随机响应分析、复特征值分析等

3、高度非线性分析

      几何、材料、边界非线性分析、采用灵活高效的自动增量步长确保计算收敛，采用自适应网格技术解决大变形问题

4、接触分析

      大规模接触问题的精确求解，面面接触、自动接触

5、柔性多体动力学分析

      对机构的运动情况进行分析，并和有限元功能结合进行结构和机械的耦合分析，并可以考虑机构运动中的接触和摩擦 

6、爆炸和冲击分析

      爆炸、空爆、高速冲击

7、跌落和碰撞分析

      系统级分析、考虑装配预应力

8、复合材料失效和断裂分析

      虚拟裂纹闭合技术、裂纹扩张模拟、渐进式材料失效

9、热仿真分析

     电脑和数据处理

     电信设备和网络系统

     半导体设备，集成电路以及元器件

     航空和国防系统

     汽车和交通运输系统

     消费电子

10、电磁仿真分析

     无线和有线通信、计算机、卫星、雷达、半导体和微波集成电路、

     航空航天等领域，从毫米波电路、射频电路封装设计验证，

     到混合集成电路、PCB板、无源板级器件、RFIC/MMIC设计，

     天线设计，微波腔体、衰减器、微波转接头、波导录波器等设计等。

有限元分析通常过程步骤：

第 1 步：建模

在对物体建模时，应该忽略复杂的几何特征，看到物体的基本结构。注意出于结构原因而不是美学吸引力而存在的特征。了解为什么要删除一个几何方面同时保留另一个方面。

第 2 步：材料定义

正如步骤的名称所暗示的那样，应在此处定义材料属性。这些取决于正在执行的分析类型。尝试使用不同的材料来检查哪种材料符合所需的需求。

第 3 步：定义负载

您的结构不可能存在于真空中。此步骤可帮助您确定哪些外力作用在结构上。它如何影响一个组件与另一个组件？

第 4 步：边界条件

正如我们之前在数学问题中所做的那样，设置结构将存在的条件主要是为了降低问题的复杂性。如果我们事先知道条件，它可以帮助我们在计算时节省很多时间。

第 5 步：网格划分

您的结构的几何形状被分成更小的形状，请称为有限元。网格划分只是意味着连接这些有限元的计算以创建网格结构。

注意：网格结构越密集，结果就越精确。但是，随着您添加节点，复杂的计算将会增加。

第 6 步：解决方案

简单地说，就是将偏微分方程转化为代数方程。这将有助于将方程表示为矩阵。然后将奇异矩阵组装成一个全局矩阵，然后求解未知变量。

有限元分析案例：

 模态分析  CFD分析  电磁场仿真分析  IC芯片封装分析 橡胶/硅胶模流分析