常用的大型结构有限元分析方法：一个例子说明有限元分析在机械设计中的必要性

常用的大型结构有限元分析方法：一个例子说明有限元分析在机械设计中的必要性这样，我们简单的算出了零件受的拉应力，但是，不是所有的零件都这么规则，想象一下，如果板件中间有孔怎么办？应力 = 载荷/横截面面积 = 1000/800 = 1.25 N/mm²。首先，在下图中是一个简单的零件，简单的说是一个受拉力的板件。具体受力如图所示。板件受力分析通过材料力学，可以确定板件所受的拉应力：

横梁受力分析

虽然材料力学可以解决机械设计中的一些应力、受力分析问题，但是只能针对简单结构的力学分析。但对于复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应等力学性能的分析，通过大脑利用材料力学知识去分析，显然是不切实际的。所以，在机械设计中，CAE（计算机辅助工程）占据着无可替代的位置。

扩展知识：有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实（几何和载荷工况）进行模拟。CAE(Computer Aided Engineering)指工程设计中的计算机辅助工程。CAE软件的主体是有限元分析软件。

下面我们就以一个简单的例子来说明一下为什么CAE可以解决材料力学解决不了的问题。

首先，在下图中是一个简单的零件，简单的说是一个受拉力的板件。具体受力如图所示。

板件受力分析

通过材料力学，可以确定板件所受的拉应力：

应力 = 载荷/横截面面积 = 1000/800 = 1.25 N/mm²。

这样，我们简单的算出了零件受的拉应力，但是，不是所有的零件都这么规则，想象一下，如果板件中间有孔怎么办？

有限元分析过程

有了孔之后，应力主要集中在孔的周围，如果是单个孔，则可以根据手动确定应力。 但是，如果是多个孔，则很难精确地确定应力。

而此时，利用CAE（计算机辅助工程）即可轻松解决复杂结构的问题。这也就是为什么有限元分析在机械设计中的必要性无可替代。

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