陈焕明 蒋荣超

（青岛大学机电工程学院，山东 青岛 266071）

0 引言

仿真技术从20 世纪70 年代在航空航天及汽车行业得到普及应用以来已走过了漫长的道路，如今仿真已用于各行业的产品设计与制造，从纤维到宇宙飞船[1]。 计算机仿真技术有力地推动了机械设计水平的提高。 随着计算机仿真能力的进步，其由辅助验证工具逐渐融合到机械设计全周期，转变为推动机械设计优化创新的重要技术手段。有限元分析是计算机仿真技术的重要组成部分，可以有效地模拟机械结构在受力、受热等各种载荷下的应力、应变、频率及温度分布情况[2]。

随着大型商业有限元仿真软件的开发和应用，有限元技术已经从高深的理论转变为机械设计及制造技术人员应该具备的工具。

许多学校已将有限元分析列入教育计划，以培养学生的仿真驱动设计的能力[3]。 有限元算法对于本科生艰涩难懂[4-6]，大型商业有限元仿真软件功能又纷繁复杂。为让学生在有限的课时内掌握有限元这样的分析工具，在教学实践中，将典型仿真分析工况抽象成模板， 针对不同的单元类型反复地应用模板进行分析。 经过几轮练习，学生可基本掌握有限元在机械设计中的仿真分析技术。

1 有限元分析的流程

机械产品面对的使用工况千变万化，有限元分析需要对其进行仿真分析。 为了更好地进行仿真分析，可以将仿真分析划分成典型的分析类型，这样有助于更好理解掌握有限元分析的过程。……