任意結(jié)構(gòu)三維有限元靜力分析的研究.pdf

1、在對一些工作環(huán)境復雜的器件進行仿真設計時，比如在航天器上工作的諸多器件，由于其工作環(huán)境惡劣，不確定因素較多，器件失效的概率隨之大幅上升，所以在進行器件仿真設計時，必須考慮到多方面的因素，正是在這種情況下，多物理場協(xié)同仿真設計應運而生，多物理場主要指的是電磁環(huán)境，力學環(huán)境和熱學環(huán)境三方面因素，目前業(yè)界還沒有一個比較成熟的多物理場仿真設計軟件。
　　基于國內(nèi)對多物理場軟件自主研發(fā)的需求，本論文的研究方向為力學仿真環(huán)境的搭建，由于力學分

2、析內(nèi)容廣泛，分支較多，相互滲透，論文選擇了三維模型的靜力分析作為研究，數(shù)值方法上選擇有限元法，有限元法原理簡單，能夠應對任意模型，目前已經(jīng)成為解決偏微分方程的普遍的數(shù)值計算方法，已經(jīng)廣泛運用到各個工程領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域，相比與其他數(shù)值算法，有限元法具有明顯優(yōu)勢。
　　本文將以彈性力學基本理論為基礎(chǔ)，結(jié)合有限元法，采用兩種基函數(shù)，面向?qū)ο缶幊?，對任意三維結(jié)構(gòu)進行靜力學分析，獲得其在特定靜力環(huán)境下的形變分布云圖，并將分析結(jié)果與國外成功的商

3、用軟件的仿真的結(jié)果進行對比，作出相應的誤差分析，最終形成一個成熟的三維模型的靜力分析求解器。本論文的主要研究工作包括了如下的幾個方面：
　　1、調(diào)研國內(nèi)外彈性力學及其有限元方法的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展前景，仔細了解國內(nèi)外多物理場軟件協(xié)同仿真設計的研究進展。然后對彈性力學基本原理和有限元方法基本原理進行研究，推導一階基函數(shù)和二階基函數(shù)下的基本公式，提出針對三維空間問題靜力分析的可行性方案。
　　2、將相關(guān)彈性力學和有限元理論進行代碼的