有限元基础题答案.pdf

1、1.像床单那样薄、那样宽的板用梁单元来模型化 通常用板单元或壳单元来作模型化 2.对于高压电线的铁塔那样的框架结构的模型化处理使用梁单元3.一般自由度多的模型分析成本高 4.使用尽可能多种类单元的模型是一个好的模型 单元种类的多样性与模型的好坏没有关系 5.杆单元是壳单元的一种 6.不能把梁单元、壳单元和实体单元混合在一起作成模型 两者混在一起可做模型化处理7.四边形的壳单元尽可能作成接近正方形形状的单元 8.因为实体单元是3维单元，所以即使有严重的扭曲也没关系 9.将作用有垂直载荷的悬臂梁用多个杆单元作成 杆单元因为不传递弯曲不适用于弯曲分析 10.将作用有垂直载荷的两端自由支持的梁用杆单元

2、来模型化 11.三角形单元和四边形单元不能混在一起使用 12.平面应变单元也好，平面应力单元也好，如果以单位厚来作模型化处理的话会得到一样的答案 13.同样形状的话，使用三角形单元和使用四边形单元解是相同的 14.边长为10cm和边长为100cm 的正方形的板，后者的单元数如果是前者的10倍的话，才行 划分的数量不是依形状的大小 15.为了校核连续的相同管子剖面内的应力状态，要使用平面应力单元 这种情况使用平面应变单元?？16.对热应力问题，1维单元也好2维单元也好，所求的解都搞不清？17.对于热传导分析必须输入线膨胀系数 对于热传导分析必需的是热传导率 18.热应力随结构的约束状态而变化19

3、.FEM分析变形越大应力就越高？20.在线性分析中，即使变形变大，如果可以将这部分单元划分得多一些的话，也会保证解的适当正确 线性分析是以微小变形的范围内为对象的21.为了评价应力集中，在网格划分时应该把整个作成一样的单元尺寸 22.板厚并不一致的情况下，一定要用到实体单元 即使是板单元也可以表现厚度的变化23.单元数相同的话，1阶单元、2阶单元的解都一样 24.为了忠实地尽可能表现结构的形状，必须严格按装配顺序来做模型化处理 模型化的顺序与分析结果无关 25.节点的位置依赖于形态，而并不依赖于载荷的位置为给出节点载荷必须要在载荷点设置节点 26.一般应力变化大的地方单元尺寸要划的小才好 27

4、.仅用TETRA单元的模型与仅用HEXA单元的模型相比，后者的精度要好 28.相接的单元尺寸大小不要变化太厉害 29.在进行特征值分析时，必须输入质量 30.进行热应力分析时，必须输入线膨胀系数（比较17题）31.壳单元表面的应力因为与表面内的应力相比精度会降低所以必须注意 在单元的表面精度是不会变化的？32.象船和火箭那样的结构因为漂浮在水（空）中而没被固定住，所以，FEM分析不可以使用33.约束条件用全固定或许加上铰固定就能表现完全 也有半固定（例如用弹簧约束）？34.一般在特征值分析中一定是采用节点编号连续来编的方法，所得精度要高 连续编号精度并不觉得提高？35.用固有振动分析求应力，应

5、力高的部分必须要加强 用固有振动来求的值物理量不同？36.屈曲模态并不依赖于约束条件 37.自由度有位移自由度和转角自由度（3个位移成分和3个转角成分）38.一般在FEM中使用的模型称为刚体模型 39.对比铁更硬的部分所做模型化处理的单元称为刚体单元 40.刚体单元和梁单元和板单元组合在一起进行分析是不可以的 41.一般网格划分过度的话，很费分析时间 42.对啤酒罐的压缩强度要用固有振动分析来评价（用屈曲分析）？43.表示自由度的坐标系有局部坐标系和整体坐标系 44.应力集中的部分是多个载荷所加的部位 应力与周围部分相比要高的部分称为应力集中的部分45.在加上热载的情况下，即使是同一个模型，根

6、据约束条件，所发生的应力有很大的不同（约束不同应力不同）46.用有限元法可以对正在动的（移动）物体的结构进行分析 47.对膜（membran）单元也可用面压载荷（壳）48.可对膜（membran）单元可以用集中载荷（47、48）49.施加强迫位移的分析要进行静力分析？50.一般所给出的载荷的总和与反力的总和相一致 51.即使将不同的局部坐标系下定义好的节点连起来也可定义单元 52.所谓自由度是直接翻译degrees of freedom的 53.所谓实体单元意味着刚体单元的集合（刚体只有自由度，没有变形）54.杨氏率是纵弹性系数（模量）55.共鸣现象与固有频率有关 56.杨氏率是评价材龄的基值

7、 杨氏率是表示材料的坚硬程度的常数不是表示年轻与否 57.即使是同一种材料，梁单元和板单元也要输入不同的材料性质数值 如果相同的材料，即使单元的种类不同，也要用相同的材料 58.泊松比是在纵向加压时发生在纵向的应变和横向的应变的比率 59.用弹性材料可表现塑性化现象 进行塑性分析必须输入塑性材料的特性60.一般线膨胀系数是作为材料常数之一输入（materialproperties）61.一般用FEM模型化时，大的结构求得的热变形小62.约束条件全都没被定义的结构不能分析63.X、Y、Z全部方向上的位移都是1时称为刚体变形 64.分析结果是对称的模型，使用对称条件可以用较少的单元来进行分析 65

8、.所谓铰约束条件是约束位移自由度而让转角自由度自由 66.强迫位移是一种约束条件 67.即使所有的自由度都约束也会发生变形（实体内每个节点的所有自由度）68.对于设置了约束的自由度即使输入载荷也发生位移69.有限单元分析约束条件尽量少则精度好（静力问题不能没约束还错）70.所谓约束就是消去自由度 71.所谓全约束只要将位移自由度约束住 72.壳单元与实体单元可约束的自由度不同（壳作面分析）73.线性分析将同样大的载荷加在反向产生位移的绝对值不变（前提线性分析）74.由分析所得的最大应力受网格划分的影响 75.载荷和应力表示同一件东西76.主应力并不依赖于基本坐标系 77.在应力分析中，应力小的

9、部位单元尺寸要小，大的部位单元尺寸要大来进行模型化处理 78.实特征值分析是一种求最大应力的手段（求固有频率）79.具有切口附近的应力集中用FEM不能严密地计算（不是可以用裂缝单元吗）80.1阶单元是假定单元内的应力都一样的单元（位移单元一阶插值）81.表现材料的弹性界限是所谓的屈服应力 82.在屈服曲面内材料表现为弹性行为（仍视为屈服界限内）83.位移能用6个矢量成分来表示 84.转角是一种位移（广义位移）85.载荷点的位移通常最大 86.线性应力分析也可以得到极大的变形（位移为一阶插值函数，变形为位移的导数，变形的极大值点是位移的二阶导数值为零的拐点，线性应力无拐点）87.与材料无关的相同

10、变形量产生相同的应力（材料特性）88.给出同一载荷杨氏率越大则变形也越大（越小）89.对于静力分析质量是不可缺少的数据（涉及到重力时才需要）90.实特征值分析中必须定义集中载荷或分布载荷（固有振动分析没必要的）91.屈曲分析和固有振动分析是类似的特征值问题（还是弄不懂）92.使用同一模型时，一般特征值分析要比线弹性分析花时间93.一般求特征值分析所求的模态数多也好少也好，分析时间是一样的 一般求的模态数增加，则分析时间变长？94.在静力分析中，仅施加左右方向的载荷时，不约束上下方向也可以 必须约束住不至于刚体运动（转动）95.卡车通过时，玻璃窗会别别地振动，这是与玻璃的固有频率有关 96.FE

11、M也被用在医学上97.有限元法、有限体积法、有限差分法、边界元法这中间FEM是有限差分法98.有限元法基本的是求解联立方程式 99.FEM理论1950年前开始就有了 100.考虑阻尼的特征值问题成了复特征值问题第1章 引言1.简要论述求解工程问题的一般方法和步骤；图11 工程问题的一般求解步骤2.简要论述有限元方法求解问题的一般步骤选择单元、划分网格、设置求解参数、求解3.说明ANSYS中关于单位制的使用问题第2章 弹性力学问题有限元分析4.出一道由单刚组装总刚的问题5.为什么位移有限元得到的应力结果的精度低于位移结果？在当前计算结果的基础上如何进一步提高应力结果的精度？有限元分析以有限单元数

12、模拟实体，其自由度小于真实实体自由度，因而位移结果较小。通过细分网格可以提高位移精度。6.弹性力学平面问题包括平面应力和平面应变两类，举例说明；平面应力等厚薄板受与厚度方向垂直的外力作用平面应变水坝或挡土墙受与长度方向垂直的外力作用7.平面问题三角常应变有限元中形函数之和为1；8.什么是命令流文件？编写命令流文件的方法有哪些？如何调试你编写的命令流文件？结构分析时采用命令流文件的方式有哪些好处？第3章 单元分析9.有限元解的收敛准则是什么？进行简单的解释。完备性要求：协调性要求：10.以下几条曲线，哪条对应的计算过程是收敛的？1、2、均收敛，1较快收敛至真实值，2收敛速度较慢，3收敛至接近于真

13、实值的一个误差值，4非单调收敛至真实值，5发散。11.常见力学问题中，哪些属于C0问题？哪些属于C1问题？二者有什么不同？见题912.为什么ANSYS等商用软件中只提供最高二阶的单元，而没有更高阶的单元？13.Serendipity单元和Lagrange矩形单元相比，其不同点在哪里？有什么优点和缺点？14.提高有限元计算精度的三种方法是什么？进行简要的阐述。15.等参变换中的Jacob矩阵有什么物理意义？其行列式又有什么几何意义？16.什么是完全积分、减缩积分和选择积分？17.什么情况下会出现剪切自锁问题？如何解决这个问题？18.什么情况下会出现体积自锁问题？如何解决这个问题？19.为什么有时

14、候需要采用减缩积分？减缩积分可能带来什么问题？如何解决这个问题？第4章 桁架结构有限元分析20.给定一个微分方程，如何建立其等效积分形式和等效积分弱形式？二者区别在哪里？为什么后者在数值分析中得到更多的应用？21.不同的加权余量法的区别在哪里？什么是加权余量法的伽辽金格式？22.自然边界条件和强制边界条件的区别是什么？为何这样命名？举例说明在应力分析和温度场分析时自然边界条件和强制边界条件分别是什么？23.为什么基于最小势能原理的有限元解是下限解，即总体位移和真实值相比偏小？24.会手工计算简单的一维杆件结构，如：已知p、a、b、EA，用有限元计算两端反力及杆件应力：第5章 梁结构有限元分析2

15、5.梁问题的控制方程和边界条件是什么？26.了解用最小势能原理或者Rayleigh-Ritz方法求解梁问题的一般步骤27.梁单元是哪种类型的单元，C0还是C1？为什么？28.建立梁单元的一般过程29.什么是结构单元？什么是实体单元？举例说明？在实际使用中如何根据实际情况合理选择单元类型？第6章 板壳结构有限元分析30.板问题的控制方程和边界条件31.板问题的近似求解方法32.厚板和薄板的区别是什么？33.什么时候该选择板壳单元而不是平面单元？二者有什么区别第7章 结构动力学问题有限元分析第8章 特征值和稳定性问题有限元分析34.特征值分析中的一致质量阵和集中质量阵有什么区别？35.如何在ANSYS中实施特征值分析和稳定性分析？第9章 热分析及热应力问题有限元分析36.温度场分析的控制方程和边界条件如何给定？37.是否可同时在边界上给定温度和热流？38.建立温度场分析有限元格式的一般步骤是什么？39.考虑热应力的结构分析和不考虑热应力时主要区别在哪里？40.热力耦合分析时强耦合和弱耦合分别是什么意思？如何实施？