FEA仿真

   有限元法是随着电子计算机的使用而发展起来的一种有效的数值计算方法。这种方法大约起源于20世纪50年代的飞机结构矩阵分析。而随着计算机软硬件水平的提高，求解离散系统问题变得容易起来，即使对于连续系统，只要单元数目选择合适也是如此。工程上处理连续体问题的方法一般是将连续系统离散化，使连续系统变成离散系统，从而可以采用解决离散系统问题的方法，用计算机进行处理。这种离散当然仍带有近似性，但是，当离散变量的数目很大时，离散系统的分析结果可以逼近真实的连续解。有限元法就是用于求解连续系统问题的一种离散化方法。

  有限元方法将一个物体划分为由许多小的单元(有限单元)组成的离散系统，这些单元以多个节点相互连接，这个过程叫做离散化。通过建立每一个有限单元的方程，并组合这些方程而得出对应整个物体的问题的解答。目前，有限元法已成为工程设计中不可或缺的一种重要方法，在结构问题分析方面应用的尤为广泛，例如大型结构受力分析、变形分析、振动分析；在非结构问题分析方面较典型的包括失效分析、传热分析、电磁场分析、流体流动（包括通过多孔材料的渗流）分析等；甚至于在某些生物力学工程问题的分析中也使用的越来越多，例如人的脊柱、头骨、股关节、颌面移植、树胶牙齿移植、心脏和眼的分析等等。

有限元法的优点
       有限元法已应用于大量的工程问题分析，既包括结构问题，也包括非结构问题，该方法具有很多优点，这包括：

◆该方法建立于严格的理论基础上具有良好的可靠性；
◆能够方便地模拟不规则形状的结构；
◆可以毫无困难地处理一般的荷载条件；
◆由于单元方程是单个建立的，因此可以模拟由几种不同材料构成的物体；
◆可以处理数量不受限制的和各种类型的边界条件；
◆单元的尺寸大小可以变化，必要时可使用小单元；
◆改变有限元模型比较容易，花费不大；
◆可包括动态作用；
◆可处理大变形和非线性材料带来的非线性问题。

有限元法的基本思想
有限元法的基本思想可以用下述几点进行说明：

a）假想将连续系统划分成有限数目的单元，单元之间只在数目有限的节点处相互连接，以一个单元集合体代替原来的连续系统。在节点上引进等效载荷(或其它边界条件)，代替实际作用于连续系统上的外载荷(或其它边界条件)。这一处理称为“结构离散化”。
b）对每个单元按一定的规则(由物理学关系或函数关系)建立求解节点上的未知量（比如位移）与节点上的已知量(比如作用力)之间的关系(力—位移、热量—温度、电压—电流等)。这一处理称为“单元分析”。
c）将所有单元的这种特性关系按一定条件(变形协调条件、连续条件或变分原理及能量原理)集合起来，引入边界条件，构成一组以节点未知量(位移、温度、电压等)为变量的代数方程组,求解之得到有限个节点的待求变量。这一处理称为“整体分析”。
所以，有限元法实质上是将具有无限个自由度的连续系统，理想化处理为只有有限个自由度的单元集合体，使问题转化为适合于数值求解的结构型问题。

Excae提供各种有限元分析服务

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

 

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

 

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

接触分析
大规模接触问题的精确求解，面面接触、自动接触

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

爆炸和冲击分析
爆炸、空爆、高速冲击

跌落和碰撞分析
系统级分析、考虑装配预应力

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

显式-隐式联合分析
成型回弹分析、焊接裂纹评估、带预应力的碰撞、充气轮胎的冲击分析等

成型过程分析
冲压、冷轧、热轧、锻造、弯管等过程分析，，包括各种钣金件的加工过程模拟

焊点、垫片、螺栓连接分析
螺栓预紧力、法兰密封和连接、发动机密封件分析

橡胶和轮胎分析
丰富的橡胶材料模型、完善的轮胎建模和分析流程、橡胶密封件分析

后注塑结构分析
直接转化模流分析软件Moldflow的结果进行后注塑结构分析

屈曲和失稳分析

循环载荷分析

疲劳和耐久性分析
根据结构和材料的受载情况统计进行生存能力分析和疲劳寿命预估