◈ 三种常见有限元分析建模方法

要对实物进行有限元分析，需要先建立有限元模型，对实物物理状态进行准确描绘和再现，才能进行有效计算。所谓模型，指的是数学模型，不仅包括描述空间体的节点和单元，也包括系统连接的生成过程，更包括呈现其物理状态的材料属性、实常数和边界条件。下面我们以Ansys为例，介绍三种常用的有限元分析建模方法。根据三种建模对象的情况，我们可以分别选用三种建模方法：

1.直接生成有限元模型

如果是小型且简单的几何形体，而且不需要进行优化，可以在Ansys上直接生成有限元模型。在建模过程中，利用有限元程序直接定义节点和单元，并且对每个节点和单元按顺序进行严格的编号，单元在节点全部生成后进行定义，正因为如此，后期如果需要对网格进行改动会非常不便，因此只适用于非常小型且不需要改动的计算。

2.先实体建模，然后生成有限元模型

如果是较为复杂和较大型的三维实体，比较好的方法是先建立实体模型，然后在实体模型的基础上划分网格，生成有限元模型。

生成实体模型时，需要考虑到便于之后的网格划分。建模时先利用点、线、面生成一个三维模型，然后建立单元属性，划分网格。建模中可以通过拖拉、旋转、复制、移动等对模型进行操作，生成的模型可以在局部和细节上进行修改、调整、细化等。

使用这种方法需要一定的经验积累，才能使实体模型与有限元模型之间的转化干净利落利于计算。

3.先在CAD系统中建几何模型，然后导入Ansys系统

如果是设计工程师与有限元分析工程师之间，或者生成对象是非常复杂而且不规则的线、面、体，通常会现在CAD系统中建立一个实体模型，然后通过接口导入Ansys系统，然后进行网格划分生成有限元模型，这种方法把集合建模和有限元建模分开在两个系统中进行，使有限元建模相对独立，好处是可以比较自由地处理模型，弊端是并不是所有的CAD系统和所有的有限元分析系统都能有效衔接，所以在建立实体模型之前要先考虑使用哪个有限元分析软件，平台支持不支持你所使用的CAD模型的导入。