FEA是Failure Mode and Effect analysis失效模式和影響分析的縮寫。有限元分析簡單的說是對產(chǎn)品分成網(wǎng)格， 對每個(gè)網(wǎng)格的各個(gè)點(diǎn)的物理性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算分析 用在很多方面:比如做一個(gè)汽車，在汽車做出來之前，是 用Proe軟件做了一個(gè)真實(shí)的三維模型， 然后導(dǎo)入ansys進(jìn)行一些受力分析，計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)的力， 確定某些地方是否太薄，螺栓是否太小會斷裂， 應(yīng)力是否太集中導(dǎo)致某些地方裂開等等。再比如用FLUENT和GAMBIT對一間在中間放個(gè)火盆的屋每 個(gè)地方的溫度場，空氣流動等進(jìn)行分析模擬。像這些都是有限元分析。對于不同的方面，有不同的軟件。
在有限元分析領(lǐng)域，大家似乎看到過很多縮寫，比如CAE、FEM、FE、CFD、FEA等等，但從英文全程來看其實(shí)他們區(qū)別不大。比如CAE，英文全稱是ComputerAidedEngineering，即計(jì)算機(jī)輔助工程；FEM，F(xiàn)initeElementMethod，即有限元方法；FEA，F(xiàn)initeElementAnalysis，有限元分析；CFD，ComputationalFluidDynamics，計(jì)算機(jī)流體動力學(xué)?？梢钥闯觯薈FD強(qiáng)調(diào)流體以外，F(xiàn)EA、CAE、FEM其實(shí)都是一個(gè)范疇的，即有限元法相關(guān)，其實(shí)CFD也是他們的一個(gè)分支。為了統(tǒng)一，我們?nèi)EA為有限元分析的簡稱。
在數(shù)學(xué)上，有限元分法是一種為偏微分方程的邊界值問題尋找近似解的數(shù)值計(jì)算方法，既然是數(shù)值計(jì)算方法，所以是沒有精確解的。它將一個(gè)區(qū)域分成簡單的小單元，這些小單元稱為有限元，并使用各種微積分的各種求解方法在最小誤差函數(shù)下求解問題。類似于連接許多小段直線可以近似逼近一個(gè)圓一樣，有限元法綜合每個(gè)小單元的方程去近似逼近整個(gè)大范圍內(nèi)的方程域。
有限元分析的目的是為了驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化設(shè)計(jì);在滿負(fù)載情況下,結(jié)構(gòu)剛性保持最小化的變形;達(dá)到規(guī)定的加速度;在不損失在靜態(tài)和動態(tài)的剛性的條件下減少底座，立柱，主軸箱和工作臺的重量;熱量產(chǎn)生及相應(yīng)的補(bǔ)償分析;重量優(yōu)化/高加速度與高性能驗(yàn)證剛度;減輕運(yùn)行部件的重量,減小運(yùn)動慣量以改進(jìn)運(yùn)動響應(yīng),完善厚度，形狀和內(nèi)部肋骨位置以增加扭轉(zhuǎn)剛度。
