中型载货汽车车架有限元静力学分析

摘 要汽车车架作为汽车关键的承载部件，它将发动机和车身等总成连成一个有机的整体，承受着来自道路及各种复杂载荷的作用，而且汽车上许多重要总成都是以车架为载体，因此设计出重量轻且各方面性能达到要求的车架结构是一项重要工作。传统的车架结构设计是采用类比的思想进行经验设计，车架的这种设计模式导致的问题包括两个方面：一是车架简化计算精度不够，为保证强度及刚度要求而使车架的设计过于安全，造成设计出的车架结构过重，增加了设计成本；二是造成车架的设计与计算分离，不利于提高车架设计人员的设计水平。设计出的车架结构除了个别部位的应力水平比较高外，大部分部位的应力水平较低。因此，有必要采用有限元法对车架结构进行优化设计，以降低车架的重量，减少汽车的制造成本，提高市场竞争力。本文以解放现有过对软件创建车架实体模型，对车架的静力以及模态进行了分析。得到一些有益的结论，并掌握了一般静力分析中的网格划分、约束加载、分析求解等过程进行了认真的学习，为车架的设计和改进提供了指导作用。关键词：中型载货汽车；车架；力分析；模态分析an as an of on as a So a of to of is an of is of is to of is is by of of is to of s In to of is it is to to of to 4R in E to of of of 摘 要. 选题的背景. 选题的目的. 选题的意义. 研究现状. 课题主要内容. 有限元分析简介. 有限元方法的基本求解过程. 有限元分析的误差及建模准则.有限元分析软件.型的. 本章小结. 车架的实体建模.软件简介.软件基本功能.何建模的简化. 应用软件三维几何模型的建立. 应用. 实体单元. 本章小结. 车架静力分析.架受力情况. 车架模态分析.构动力性能分析方程.架结构模态分析.析结果. 本章小结. 选题的背景车架是汽车各总成的安装基体，它将发动机和车身等总成连成一个有机的整体，承受着来自道路及各种复杂载荷的作用，而且汽车上许多重要总成都是以车架为载体，因此设计出重量轻且各方面性能达到要求的车架结构是一项重要工作。传统的车架结构设计是采用类比的思想进行经验设计，车架的这种设计模式导致的问题包括两个方面：一是车架简化计算精度不够，为保证强度及刚度要求而使车架的设计过于安全，造成设计出的车架结构过重，增加了设计成本；二是造成车架的设计与计算分离，不利于提高车架设计人员的设计水平。设计出的车架结构除了个别部位的应力水平比较高外，大部分部位的应力水平较低。因此，有必要采用有限元法对车架结构进行优化设计，以降低车架的重量，减少汽车的制造成本，提高市场竞争力。题的目的通过本文的研究，预计达到以下目的：（1）将有限元技术应用于中型载货汽车车架设计做好基础性工作。（2）通过运用有限元软件对车架结构进行分析，可供车架设计有关人员提供参考。（3）对所研究的车架进行结构的静、动态特性分析，为车架的设计提供理论支持。（4）利用有限元法进行结构模态分析，可以得到车架结构的动态特性。从设计上避免车架出现共振的现象。题的意义（1）运用有限元法对初步设计的车架进行辅助分析将大大提高车架开发、设计、分析和制造的效能和车架的性能。（2）车架在各种载荷作用下，将发生弯曲、偏心扭转和整体扭转等变形。传统的车架设计方法很难综合考虑汽车的复杂受力及变形情况，有限元法正好能够解决这一问题。（3）利用有限元法进行结构模态分析，可以得到车架结构的动态特性。从设计上避免车架出现共振的现象。（4）通过对车架结构的优化设计，可以进一步降低车架的重量，在保证车架性能的前提下充分的节省材料，对降低车架的成本具有重要的意义。究现状有限元法是当今工程分析中获得广泛应用的数值计算法。由于他的通用性和有效性，受到工程技术界的高度重视。伴随着计算机的快速发展，现已成为计算机辅助设计（计算机辅助制造（重要组成部分。近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算，其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器，国防军工，船舶，铁道，石化，能源，科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃，主要表现在以下几个方面：（1）增加产品和工程的可靠性；（2）在产品的设计阶段发现潜在的问题；（3）经过分析计算，采用优化设计方案，降低原材料成本；（4）缩短产品投向市场的时间；（5）模拟试验方案，减少试验次数，从而减少试验经费。当前，国外各大汽车公司利用有限元软件进行车架结构静态分析、模态分析的技术已非常成熟，其工作重心已转向瞬态响应分析、噪声分析、碰撞分析等领域。特别是随机激励响应分析备受青睐，主要是因为它可用来进行车辆的强度、刚度、振动舒适性和噪声等方面的分析：国外将有限元法引入到车架强度计算比较早，而我国大约是在七十年代末才把有限元法应用于车架的结构强度设计分析中。在有限元法对汽车车架结构的分析中，早期多采用梁单元进行结构离散化。分析的初步结果是令人满意的，但由于梁单元本身的缺陷，例如梁单元不能很好的描述结构较为复杂的车架结构，不能很好的反映车架横梁与纵梁接头区域的应力分布，而且它还忽略了扭转时截面的翘曲变形，因此梁单元分析的结果是比较粗糙的。而板壳单元克服了梁单元在车架建模和应力分析时的局限，基本上可以作为一种完全的强度预测手段。近十年来，由于计算机软件与硬件的飞速发展，板壳单元逐渐被应用到汽车车架结构分析中，使分析精度大为提高，由过去的定性或半定量的分析过度到定量阶段。随着计算机软、硬件技术的发展，特别是微机性能的大幅提高及普及，在微机上进行有限元分析已不再是很困难的事，同时有限元分析的应用得以向广度和深度发展。国外大型汽车公司经过近百年的汽车设计制造，在车架设计方面积累了丰富的试验数据和理论分析经验，形成了实用的结构设计数据库、设计改正记录和设计规范。目前应用于车架开发上比较成熟的方面主要有：刚度、强度分析(应用于整车、大小总成与零部件分析以实现轻量化设计)，种振动、噪声，包括摩擦噪声、风噪声等)、机构运动分析等；建立在分析和实验基础上的种优化方法为车架设计提供了多种实用的选择方案，使车架设计从经验设计到优化设计跨出了一大步。纵观当今国际上以看出有限元分析方法的一些发展趋势：1）与在用直接将模型传送到果分析的结果不满足设计要求则重新进行设计和分析，直到满意为止，从而极大地提高了设计水平和效率。为了满足工程师快捷地解决复杂工程问题的要求，许多商业化有限元分析软件都开发了和著名的如接口。有些和以 现真正无缝的双向数据交换。2）更为强大的网格处理能力有限元法求解问题的基本过程主要包括：分析对象的离散化、有限元求解、计算结果的后处理三部分。由于结构离散后的网格质量直接影响到求解时间及求解结果的正确性与否，近年来各软件开发商都加大了其在网格处理方面的投入，使网格生成的质量和效率都有了很大的提高，但在有些方面却一直没有得到改进，如对三维实体模型进行自动六面体网格划分和根据求解结果对模型进行自适应网格划分，除了个别商业软件做得较好外，大多数分析软件仍然没有此功能。自动六面体网格划分是指对三维实体模型程序能自动的划分出六面体网格单元，现在大多数软件都能采用映射、拖拉、扫略等功能生成六面体单元，但这些功能都只能对简单规则模型适用，对于复杂的三维模型则只能采用自动四面体网格划分技术生成四面体单元。对于四面体单元，如果不使用中间节点，在很多问题中将会产生不正确的结果，如果使用中间节点将会引起求解时间、收敛速度等方面的一系列问题，因此人们迫切的希望自动六面体网格功能的出现。自适应性网格划分是指在现有网格基础上，根据有限元计算结果估计计算误差、重新划分网格和再计算的一个循环过程。对于许多工程实际问题，在整个求解过程中，模型的某些区域将会产生很大的应变，引起单元畸变，从而导致求解不能进行下去或求解结果不正确，因此必须进行网格自动重划分。自适应网格往往是许多工程问题如裂纹扩展、薄板成形等大应变分析的必要条件。3）由求解线性问题发展到求解非线性问题随着科学技术的发展，线性理论已经远远不能满足设计的要求，许多工程问题如材料的破坏与失效、裂纹扩展等仅靠线性理论根本不能解决，必须进行非线性分析求解，例如薄板成形就要求同时考虑结构的大位移、大应变（几何非线性）和塑性（材料非线性）；而对塑料、橡胶、陶瓷、混凝土及岩土等材料进行分析或需考虑材料的塑性、蠕变效应时则必须考虑材料非线性。众所周知，非线性问题的求解是很复杂的，它不仅涉及到很多专门的数学问题，还必须掌握一定的理论知识和求解技巧，学习起来也较为困难。为此国外一些公司花费了大量的人力和物力开发非线性求解分析软件，如们的共同特点是具有高效的非线性求解器、丰富而实用的非线性材料库，）由单一结构场求解发展到耦合场问题的求解有限元分析方法最早应用于航空航天领域，主要用来求解线性结构问题，实践证明这是一种非常有效的数值分析方法。而且从理论上也已经证明，只要用于离散求解对象的单元足够小，所得的解就可足够逼近于精确值。现在用于求解结构线性问题的有限元方法和软件已经比较成熟，发展方向是结构非线性、流体动力学和耦合场问题的求解。例如由于摩擦接触而产生的热问题，金属成形时由于塑性功而产生的热问题,需要结构场和温度场的有限元分析结果交叉迭代求解，即热力耦合的问题。当流体在弯管中流动时，流体压力会使弯管产生变形，而管的变形又反过来影响到流体的流动这就需要对结构场和流场的有限元分析结果交叉迭代求解，即所谓流固耦合的问题。由于有限元的应用越来越深入，人们关注的问题越来越复杂，耦合场的求解必定成为）程序面向用户的开放性随着商业化的提高，各软件开发商为了扩大自己的市场份额，满足用户的需求，在软件的功能、易用性等方面花费了大量的投资，但由于用户的要求千差万别，不管他们怎样努力也不可能满足所有用户的要求，因此必须给用户一个开放的环境，允许用户根据自己的实际情况对软件进行扩充，包括用户自定义单元特性、用户自定义材料本构（结构本构、热本构、流体本构）、用户自定义流场边界条件、用户自定义结构断裂判据和裂纹扩展规律等等。习车架的结构设计要求。建立车架实体模型，导入定汽车满载情况下，对车架进行弯曲、扭转、紧急刹车、急转弯四种工况下的受力和变形情况的静态有限元分析，在不加载荷的情况下对车架进行模态分析。限元分析简介利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用，例如用多边形（有限个直线单元）逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。有限元方法与其他求解边值问题近似方法的根本区别在于它的近似性仅限于相对小的子域中。20世纪60年代初首次提出结构力学计算有限元概念的克拉夫（授形象地将其描绘为：“有限元法=片函数”，即有限元法是同于求解（往往是困难的）满足整个定义域边界条件的允许函数的限元法将函数定义在简单几何形状（如二维问题中的三角形或任意四边形）的单元域上（分片函数），且不考虑整个定义域的复杂边界条件，这是有限元法优于其他近似方法的原因之一。对于不同物理性质和数学模型的问题，有限元求解法的基本步骤是相同的，只是具体公式推导和运算求解不同。限元方法的基本求解过程有限元法用相互连接的单元模拟实际物体的结构。每个单元都有一个位移函数与之相关。相互联结的单元通过共同（或共享）的界面，与其他单元联结起来。通过使用构成结构材料已知的应力应变特性，可以用结构中其他单元的特性确定给定节点的特性。描述每一节点特性的整组方程得出一系列用矩阵符号最佳表示的代数方程，具体说，进行有限元分析，主要可分为如下步骤：步骤1：离散结构和选择单元类型将给定的物体划分为具有相关节点的等价的有限元系统，选择适当的单元类型来最接近的模拟系统实际的物理性能。所用的单元总数和给定物体内单元大小和类型的变化是需要工程判断的主要问题。单元必须小到可以给出有用的结果，又必须足够大以节省计算费用。一般来说，一维结构的有限单元可以为线段；二维结构的优先单元为三角形、四边形；三维连续体的有限单元可以是四面体、长方体和六面体。各种类型的单元有着不同的优缺点。根据实际应用，发展出了更多的单元，最典型的区分就是有无中节点。分析人员必须要决定单元的类型、数目、大小和排列方式，以便能够合理有效地表示给定的物理系统。步骤2：选择位移函数假设的位移函数或模型只是近似地表示了真实的位移分布。通常假设位移函数为多项式，最简单的情况为线性多项式。在实际应用中，没有一种多项式可以与实际位移完全一致。用户所要做的就是选择多项式的阶次，以使多项式在可以承受的计算时间内达到足够的精度。此外，还需要选择表示位移大小的参数，他们通常是节点的位移，但也有可能包括节点的位移导数。所选择的位移函数是用单元的节点值在单元内部定义的，并且每个单元可以重复使用同一个通用的位移函数。步骤3：定义应变位移和应力应变关系为了推导每一个有限单元的方程，需要应变位移和应力应变关系。例如，在一维变形和小应变的情况下，x=du/2外，应力和应变必须通过应力应变关系（通常叫做本构关系）联系起来。在获取可接受的结果时，精确定义材料行为的能力是最重要的。最简单的应力/应变定律即是胡克定律。步骤4：推导单元刚度矩阵和方程单元刚度矩阵式根据最小位能原理或其他原理，由单元材料和几何性质导出的平衡方程系数构成的。单元刚度矩阵将节点位移和节点力联系起来，物体受到的分布载荷变换为节点处的等价集中力。刚度矩阵K、节点力矢量F=KD （2骤5：组装单元方程得出总体方程并引进边界条件可以使用叠加法将步骤4得到的每个单元方程组装在一起得出整个结构的总体方程。叠加法中所隐含的是连续和协调概念，要求结构保持完整，在结构任何一处都不发生撕裂。最后得到如下形式的总体矩阵方程：F=KD （2中 F整体节点力矢量；K总体刚度矩阵；D总体节点位移矢量步骤6：解未知自由度即是求解上面得到的矩阵方程。步骤7：求解单元应变和应力对于结构应力应变分析来说，因为应力应变可以用步骤6确定的位移直接表达，因此，应力应变是第二批得到的重要的量，可以使用典型的应变和位移关系，即应力应变关系。如上面所述。步骤8：解释结果最后的目标是解释和分析用于应力应变分析过程的结果，在进行设计和分析决策时，通常需要确定结构中位移最大和应力最大的位置，后处理计算机程序用图形显示的方式，帮助用户解释结果。在使用有限元程序求解结果时，分析人员必须做出决定的问题是：将结构或连续体划分为有限元的问题，选择单位类型或分析中要使用的单元类型、外加载荷的类型、边界条件的类型、外加支撑的类型问题。其中，步骤27由计算机程序自动完成。限元分析的误差及建模准则有限元分析结果的精确性依赖于计算全过程的每一个环节的误差性质和大小。这些误差主要包括：1)理论模型本身的误差，例如克希霍夫假设，几何变形线性化假设对于薄板弯曲问题的误差；2）理论模型有限元离散近似误差，其中既包括低维模型近似、边界条件近似、载荷条件近似和几何形状近似等引起的误差，也包括几何方程、物理方程、平衡方程等近似产生的误差；3)有限元分析基本的线性代数方程组求解过程的误差，例如单元刚度矩阵的数值积分，迭代计算近似误差等；4)有限元软件系统的编程误差等。有限元模型是借助计算机进行分析的离散近似模型。对于线性静力问题，它包括有限元网络的离散点组成的近似几何模型，由材料力学特性数据和单元刚度矩阵表达的变形应力平衡近似，以及外载荷近似和边界条件近似的总体。因此，即便理论模型是准确的，模型误差总是在所难免的。为了使误差处于可控制的范围内，必须遵循合理的有限元建模准则。建模的总则是根据工程分析精度要求，建立合适的能模拟实际结构的有限元模型。在连续体离散化及用有限个参数表征无限个形态自由度过程中不可避免的引入了近似。为使分析结果有足够的精度，所建立的有限元模型必须在能量上与原连续系统等价。具体应满足下述准则：1)有限元模型应满足平衡条件，即结构的整体和任一单元在节点上都必须保持静力平衡；2)变形协调条件。交汇于一点上的各元素在外力作用下，引起元素变形后必须仍保持交汇于一个节点。整个结构上的各个节点，也都应同时满足变形协调条件。若用协调元素，元素边界上亦应满足相应的位移协调条件；3)必须满足边界条件（包括整个结构边界条件及单元间的边界条件）和材料的本构关系；4)刚度等价原则。有限元模型的抗弯、抗扭、抗拉及抗剪刚度应该尽可能等价；5)认真选取单元，使之能较好的反映结构构件的传力特点，尤其是对主要受力构件，应该做到尽可能不失真。在单元内部所采用的应力和位移函数必须是当单元大小递减时有限元解趋于连续系统的精确解；6)应根据结构特点、应力分布情况、单元性质、精度要求以及计算量大小等仔细划分计算网格。在高应力、应力梯度大的区域，网格要细；在低应力、应力变化比较平缓的区域，网格可以粗一些；在网格疏密相交区域，可以使用过渡元。分析结构变形问题的网格可以比分析结构应力问题的网格粗；分析结构的频率和振型的问题可以比分析结构的动力响应问题的网格粗；重要部位和位移变化很大的部位（例如凹角，连接处，不同材料连接处，空边等应力集中区域）的单元尺度要小；7)在几何上要尽可能的逼近真实的结构体，其中特别要注意曲线与曲面的逼近问题；8)仔细处理载荷模型，正确的生成节点力，同时载荷的简化不应跨越主要构件；9)质量的堆聚应满足质量质心、质心矩及惯性矩的等效要求；10)当量阻尼折算应符合能量等价要求；11)超单元的划分尽可能单级化并使剩余结构最小。有限元法和模态实验法是目前常用的方法。进行有限元分析时，模型建立的合理与否以及动力学参数是否准确的确定，都关系到计算结果的准确性。与有限元方法不同的是，实验技术可以比较精确的分析出内燃机结构的动态特性，这就是振动模态试验分析技术。动态测试分析仪器、快速傅立叶变换（及各种计算和测量分析软件的应用，使振动模态实验技术的作用得到充分的发挥。振动模态实验技术采用人工激励的方法使被测系统产生振动响应，通过多通道数字分析仪分析激励和响应信号，来建立系统的传递函数或脉冲响应函数，最后运用参数识别方法确定各阶的模态参数。振动模态实验技术是参数识别理论的具体应用。970年，有远见的宾州匹兹堡创立了一个批处理程序，而且只能在大型机上运行。其后，虑了非线性、子结构等新技术。20世纪70年代末，大提高了用户对程序的使用效能；其前处理器和后处理器的概念，使得用户在建模与结构处理上非常方便。在跟踪有限元学科及其应用发展的同时，够在多种工作平台和多个操作系统上完全兼容，其并行处理技术大大提高了分析效率。体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。它能与多数现数据的共享和交换，如现代产品设计中的高级件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。前处理、加载求解和后处理三部分组成。现分别加以介绍。)定义工作文件名和分析标题：定义文件名定义分析标题定义单位制(2)选择分析类型为待分析的题目选择分析类型：定义单元类型以根据问题的实际选择合适的单元类型。定义单元实常数为材料选择了单元类型后，随后应该输入与此单元类型相关的单元常数。单元类型的实常数是根据所选单元的类型而定的。定义材料特性大多数单元类型分析时，都需要制定材料特性，性和非线性；各向同性、正交异性或非弹性；不随温度而变化或随温度变化。(3)建立模型并划分网络建立几何模型，并进行网格划分，生成物理模型，对实际问题进行模拟。实体建模的两种思路：自底向上建模和自顶向下建模。2. 加载求解(1)定义分析类型和分析选项可以根据载荷条件和想要计算的响应选择分析类型。态、调谐、模态、谱分析、屈曲和子结构分析等。(2)荷包括六类：、表面分布载荷、体积载荷、惯性载荷、耦合常载荷。这些载荷可以加在几何模型上，包括点、线、面；也可以直接加到物理模型上，包括节点和单元。(3)指定载荷步选项它的主要功能是对载荷步进行修改和控制。3. 计算求解由计算机自行完成。要在后处理阶段查看分析结果。这包括以下几方面：(1)从求解结果中读取数据。(2)对计算结果进行各种图形化显示。(3)可对计算结果进行列表显示。(4)以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。户可以方便地构造有限元模型。体建模和网格划分。1)实体建模顶向下与自底向上。自顶向下进行实体建模时，用户定义一个模型的最高级图元，如球、棱柱，称为基元，程序则自动定义相关的面、线及关键点。用户利用这些高级图元直接构造几何模型，如二维的圆和矩形以及三维的块、球、锥和柱。无论使用自顶下进行实体建模时，用户定义一个模型的最高级图元，如球、棱柱，称为基元，程序则自动定义相关的面、线及关键点。用户利用这些高级图元直接构造几何模型，如二维的圆和矩形以及三维的块、球、锥和柱。无论使用自顶向下还是自底向上方法建模，用户均能使用布尔运算来组合数据集，从而“雕塑出”一个实体模型。如相加、相减、相交、分割、粘结和重叠。在创建复杂实体模型时，对线、面、体、基元的布尔操作能减少相当可观的建模工作量。伸、旋转、移动、延伸和拷贝实体模型图元的功能。附加的功能还包括圆弧构造、切线构造、通过拖拉与旋转生成面和体、线与面的自动相交运算、自动倒角生成、用于网格划分的硬点的建立、移动、拷贝和删除。自底向上进行实体建模时，用户从最低级的图元向上构造模型，即：用户首先定义关键点，然后依次是相关的线、面、体。2)网格划分质量的对括四种网格划分方法：延伸划分、映像划分、自由划分和自适应划分。延伸网格划分可将一个二维网格延伸成一个三维网格。映像网格划分允许用户将几何模型分解成简单的几部分，然后选择合适的单元属性和网格控制，生成映像网格。对复杂模型直接划分，避免了用户对各个部分分别划分然后进行组装时各部分网格不匹配带来的麻烦。自适应网格划分是在生成了具有边界条件的实体模型以后，用户指示程序自动地生成有限元网格，分析、估计网格的离散误差，然后重新定义网格大小，再次分析计算、估计网格的离散误差，直至误差低于用户定义的值或达到用户定义的求解次数。进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示(可看到结构内部)等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。要是因为它具有下列特点：唯一能够实现多场及多场耦合分析功能的软件，可以进行结构、热、流体流动、电磁等的单独研究或者它们之间相互影响的研究。唯一实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型有限元分析软件。唯一具有多物理场优化功能的有限元分析软件。有强大的非线性分析功能。多种求解器分别适用于不同问题及不同的硬件配置。支持从微机、工作站到巨型机，以及所有平台之间的并行计算。支持异种、异构平台的网络浮动，在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容。多种自动网格划分技术。可与大多数良好的用户开发环境，综合应用菜单、对话框、工具条、命令行输入，图形化输出等多种方式，使应用更加方便。结构静力分析用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。且也可以进行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。结构动力学分析结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。与静力分析不同，动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。态动力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。结构非线性分析结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。动力学分析运动的积累影响起主要作用时，可使用这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性，并确定结构中由此产生的应力、应变和变形。热分析程序可处理热传递的三种基本类型：传导、对流和辐射。热传递的三种类型均可进行稳态和瞬态、线性和非线性分析。热分析还具有可以模拟材料固化和熔解过程的相变分析能力以及模拟热与结构应力之间的热一结构耦合分析能力。电磁场分析主要用于电磁场问题的分析，如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁力线分布、力、运动效应、电路和能量损失等。还可用于螺线管、调节器、发电机、变换器、磁体、加速器、电解槽及无损检测装置等的设计和分析领域。流体动力学分析析类型可以为瞬态或稳态。分析结果可以是每个节点的压力和通过每个单元的流率。并且可以利用后处理功能产生压力、流率和温度分布的图形显示。另外，还可以使用三维表面效应单元和热一流管单元模拟结构的流体绕