机械结构有限元及工程应用
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1.3 有限元法的特点

有限元法具有如下特点:

(1)把连续体划分成有限个单元,以单元的交界节点作为离散点,采用矩阵的表达形式,使问题描述变得非常简单,使求解问题的方法规范化。这样便于编制计算机程序,并且充分利用了计算机的高速运算能力和大量存储功能。

(2)不考虑微分方程,而从单元特点进行研究,物理概念浅显清晰,易于掌握。不仅可以通过非常直观的物理解释,而且可以通过数学理论严谨的分析掌握有限元法的本质。

(3)理论基础简明,物理概念清晰。当存在非常复杂的组合因素时,如不均匀的材料特性、任意的边界条件、复杂的几何形状等多因素组合,使用有限元法都能灵活地处理和求解工程问题。

(4)具有灵活性和适用性,适应性强。有限元法可以把形状不同、性质不同的单元组集合起来求解,因此该方法特别适用于求解由不同构件组合的结构,不仅能解决结构力学、弹性力学中的各种问题,而且随着其理论基础与方法的逐步成熟与改进,还可以广泛地用于求解热传导、流体力学及电磁场等其他领域的诸多问题。此外,在所有连续介质问题和场问题中,有限元法都得到了很好的应用。