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浅析有限元法及其在现代机械工程中的应用 序言： 有限元法是GAE技术的重要组成部分。它成立在现代计算机技术的基础之上。随着计算机技术的不断发展，有限元法已经成为了一种合用于多个技术领域的、高效化、可靠化的数值剖析技术。在有限元法应用于现代机械工程领域此后，人们能够借助离散化办理举措，将剖析对象分红多个有限单元，进而根据实际需求与计算精度确定单元总量，展开问题剖析。 一、有限元法的特点与计算步骤 （一）有限元法的特点 有限元法在现代机械工程领域拥有适应性强、应用优势大的特 点。在电磁场剖析方面，有限元法能够为耦合场剖析的实施提供保障。 早期的有限元法是变分原理发展的产物[1]。它主要应用于泊松方程与 拉普拉斯方程描述的物理场中，随着流体力学研究的发展，加权余数 法与最小二乘法与有限元法之间的联合，让有限元法的应用范围获得 了拓展。经过对有限元法与惯例力学方法进行比较，有限元软件在形 式多样的几何体的模拟过程中发挥着重要的作用。与之有关的前办理 技术与后办理技术均拥有着技术优秀的特点。鉴于有限元法的问题解决步骤能够体现出标准化、系统化的特点。有限元法各个单元所包含的插值函数也能够发挥出简化数学办理过程的作用。 （二）有限元法的不足之处 有限元法存在着计算用时长、资源消耗多的问题。在实际应用中，有限元法也无法往往难以对无线求解域问题进行有效解答。现阶段常用的有限元算法成立在网络自适应技术的基础之上，应用者需要根据已有经验确准时间、密度等因素。有限元法虽然合用于工程问题的解决过程，可是在未能对工程问题进行正确理解的情况下，使用者往往难以对构造模型进行正确拘束，也难以有效引入边界条件，进而给构造模型建设工作带来不利的影响。 （三）有限元法的计算步骤 构造离散化是有限元法的核心思想。一般情况下，在机械工程领域，有限元法的应用步骤波及到了以下内容：一是，物理离散化；二是，单元特点的剖析；三是，单元组建与会合；四是，未知节点位移情况的求解。物理离散化是有限元剖析的基础要素。物理离散单元数量的影响因素波及到了计算精度和实际需要等多种因素。仔细化的单元区分能够为计算结果的精准性提供保障，可是这一单元区分形式也 会让有限元法的计算量有所增加。在物理离散化达成此后，有关人员需要在达成位移模式选择此后，展开单元力学性质剖析，进而在确定单元节点力与节点位移之间的关系式的基础上，导出单元刚度矩阵。单元刚度矩阵导出环节是有限元法中的重点步骤。在单元刚度矩阵导 出此后，有关人员需要实时平等效节点力进行计算，进而借助等效节 点取代单元承受的力。单元组建与会合环节与构造边界条件、平衡条 件等因素有关，人们能够根据原有构造，对各单位进行连结，并在此 基础上达成整体刚度矩阵的建设。在未知节点位移情况求解过程中， 有关人员需要在达成有限元方程求解的基础上，探索节点位移，进而 根据节点位移确定未知量。就有限元法的应用步骤而言，人们在工程 问题求解过程中，能够将问题可概括为求解微分方程的问题。在工程 问题办理过程中，有限元法能够应用于声学、流体、电磁等多个方面。 二、有限元法在现代机械工程领域的应用 （一）动力学剖析 根据机械系统的实际情况，机械中的零零件在设施工作状态下，不单需要承受静载荷的影响，也会在靠近机械零件固有频次的刺激的影响下，产生共振效应。共振效应的出现，会严重影响机械系统的系统构造。为防止共振效应引发的系统构造无效问题，有关人员在机械零零件构造设计中，利用动向刚度对一些比较复杂的构造进行查验， 进而为有限元法的应用提供保障。 （二）静力学剖析 鉴于有限元法的静力学剖析与机械构造在承载此后的应变、应力及变形情况有关。静力学剖析是现代机械工程领域常用的一种剖析方法。在作用于机械构造的实际载荷无法随时间变化而产生变化的情况下，人们能够将静力学剖析法应用于实际剖析过程之中。 （三）模态剖析 模态剖析是现代机械工程技术发展进步的产物。它也是CAE技术的一种表现形式。根据我国电子信息技术的发展现状，全过程化、全方位化的计算机系统画图体系已经在现代机械工程领域获得了应用。 与之有关的三维仿真模拟画图的应用，能够在提升机械产品设计合理性的基础上，为机械运行效率的模擬提供保障。 （四）接触剖析 接触剖析与机械设施的实际运行效果之间拥有一定的联系。出于保证机械设施正常运行的需要，有关人员在机械生产制造工作开始以前，需要对以下内容进行检测：一是，机械设施各个元件之间的协调 性；二是，机械设施各个零件的配合性[2]。一般情况下，机械零件直接存在的相互接触的作使劲是机械设施连续稳定运行的保障因素。根据机械系统的实际情况，在零件之间的接触力过大的情况下，零件与零件之间的摩擦力不单让机械设施的运行效率有所增加，也会给机械元件构造带来一定的损坏。摩擦力过小的问题也会在一定程度上影响机械设