简述平面钢架问题有限元法的基本过程。
题目
简述平面钢架问题有限元法的基本过程。
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第1题：
有限元分析的基本过程是什么？
正确答案: 1.根据结构实际形状和实际工况条件建立有限元分析的计算模型。
2.完成有限元方法有关的数值计算。
3.对计算输出的结果进行必要的处理，并按一定方式显示或打印出来。 -
第2题：
用有限元法求解汽车在路面谱激励下的响应，该问题属于（）问题。
正确答案:瞬态 -
第3题：
有限元处理过程的几个问题?
正确答案: ⑴、初始速度场的生成
用迭代方法求解非线性方程组时，需要设定一个初始的速度场作为迭代的起始点，并利用该起始点进行反复迭代直至收敛于真实解。初始速度场的选择不可能、也没有必要十分精确，但必须满足边界条件，并大体上反应出材料变形过程中的流动规律。初始速度场选择的好与坏，直接影响到收敛速度的快与慢，当初始速度场与实际速度场相差较大时，就难以收敛，甚至还会发散，最常用的初始速度场的产生方法有工程近似法、网格细分法和近似泛函法。
⑵、收敛判据
在刚（黏）塑性有限元求解过程中，必须给出一个收敛标注，作为非线性方程组迭代收敛的判据。常用的收敛判据有速度收敛判据、平衡收敛判据和能量收敛判据。
⑶、摩擦边界条件
的选择摩擦现象是金属成形过程中普遍存在且十分复杂的问题，如何正确地处理摩擦边界条件、选择合理的摩擦模型将直接影响到有限元计算结果的准确性。常用的摩擦边界条件有剪切摩擦模型、库伦摩擦模型、线性黏摩擦模型、能量摩擦模型和反正切摩擦模型。
⑷、刚性区的简化
刚（黏）性塑性有限元建立于刚（黏）塑性变分原理之上，而刚（黏）塑性变分原理只适用于塑性变形区。因为在刚性区内应变速度率接近或者等于零，在计算过程中会引起泛函数变分的奇异，造成计算结果的益处，因此有必要区分塑性区和刚性区。但在计算开始时，很难准确地确定塑性变形区与刚性区的交界面，为了解决该问题，常采用简化的处理办法。
⑸、边界条件的处理
材料变形过程中，会出现边界条件的动态变化。对于金属塑性加工，其边界条件可分为两大类：自由表面和接触表面。自由表面是变形体可以自由变形的那部分表面，它是一种给定载荷为零的特殊力面；而接触表面是变形体与模具相接触的那部分表面，它是一种给定了外力或位移（速度）的混合面。动态边界条件的处理，主要是指对接触问题的处理，包括：对接触问题的几何机制（触模与脱模）和物理机制（摩擦模型）等的处理。
⑹、时间步长的确定用
迭代方法求解非线性方程组时，还需要确定一个时间步长来控制求解过程，并在迭代收敛后利用该时间步长更新有关场量。体积成形有限元时间步长的确定要考虑以下几方面的约束：触模和脱模条件、体积不变条件和迭代收敛性条件。
⑺、网格的重新划分
用刚（黏）塑性有限元法计算材料成形过程时，随着变形程度的增加和动态边界条件的变化，初始划分好的规划有限元网格，会发生部分畸变现象，网格出现不同程度的扭曲，从而影响有限元的计算精度，严重时会使迭代过程不收敛。 -
第4题：
有限元法基本方程中的每一项的意义是什么？
正确答案:Q——整个结构的节点载荷列阵（外载荷、约束力）；整个结构的节点位移列阵；结构的整体刚度矩阵，又称总刚度矩阵。 -
第5题：
简述有限元法的基本步骤。
正确答案: 1、结构离散；
2、单元分析；
3、态体分析；
4、引入边界条件解方程。 -
第6题：
有限元法的基本思想是什么？
正确答案:首先，将表示结构的连续离散为若干个子域，单元之间通过其边界上的节点连接成组合体。其次，用每个单元内所假设的近似函数分片地表示求解域内待求的未知厂变量。 -
第7题：
问答题简述有限元法的基本步骤。正确答案： 1、结构离散；
2、单元分析；
3、态体分析；
4、引入边界条件解方程。解析： 暂无解析 -
第8题：
问答题简述平面钢架问题有限元法的基本过程。正确答案： 1）力学模型的确定，
2）结构的离散化，
3）计算载荷的等效节点力，
4）计算各单元的刚度矩阵，
5）组集整体刚度矩阵，
6）施加边界约束条件，
7）求解降价的有限元基本方程，
8）求解单元应力，
9）计算结果的输出。解析： 暂无解析 -
第9题：
填空题用有限元法求解汽车在路面谱激励下的响应，该问题属于（）问题。正确答案： 瞬态解析： 暂无解析 -
第10题：
问答题简述净现值法的基本思想及应用过程中应注意的问题。正确答案： 基本思想：
（1）首先确定项目的分析期，然后计算分析期的现金流入（+）和现金流出（-）的现值总和，
a.若NPW≥0，则项目可行。
b.若NPW＜0，则项目不可行。
（2）若进行方案比较：
a.当资金充足时，NPWmax为最有利方案。
b.当资金不足时，则净现值率最大方案最为有利。
注意的问题：
a.要有相同的分析期
b.要求相同基准收益率
c.要采用相同基准率解析： 暂无解析 -
第11题：
问答题有限元法的分类和基本步骤有哪些？正确答案： 分类：位移法、力法、混合法；步骤：结构的离散化，单元分析，单元集成，引入约束条件，求解线性方程组，得出节点位移。解析： 暂无解析 -
第12题：
问答题有限元处理过程的几个问题?正确答案： ⑴、初始速度场的生成
用迭代方法求解非线性方程组时，需要设定一个初始的速度场作为迭代的起始点，并利用该起始点进行反复迭代直至收敛于真实解。初始速度场的选择不可能、也没有必要十分精确，但必须满足边界条件，并大体上反应出材料变形过程中的流动规律。初始速度场选择的好与坏，直接影响到收敛速度的快与慢，当初始速度场与实际速度场相差较大时，就难以收敛，甚至还会发散，最常用的初始速度场的产生方法有工程近似法、网格细分法和近似泛函法。
⑵、收敛判据
在刚（黏）塑性有限元求解过程中，必须给出一个收敛标注，作为非线性方程组迭代收敛的判据。常用的收敛判据有速度收敛判据、平衡收敛判据和能量收敛判据。
⑶、摩擦边界条件
的选择摩擦现象是金属成形过程中普遍存在且十分复杂的问题，如何正确地处理摩擦边界条件、选择合理的摩擦模型将直接影响到有限元计算结果的准确性。常用的摩擦边界条件有剪切摩擦模型、库伦摩擦模型、线性黏摩擦模型、能量摩擦模型和反正切摩擦模型。
⑷、刚性区的简化
刚（黏）性塑性有限元建立于刚（黏）塑性变分原理之上，而刚（黏）塑性变分原理只适用于塑性变形区。因为在刚性区内应变速度率接近或者等于零，在计算过程中会引起泛函数变分的奇异，造成计算结果的益处，因此有必要区分塑性区和刚性区。但在计算开始时，很难准确地确定塑性变形区与刚性区的交界面，为了解决该问题，常采用简化的处理办法。
⑸、边界条件的处理
材料变形过程中，会出现边界条件的动态变化。对于金属塑性加工，其边界条件可分为两大类：自由表面和接触表面。自由表面是变形体可以自由变形的那部分表面，它是一种给定载荷为零的特殊力面；而接触表面是变形体与模具相接触的那部分表面，它是一种给定了外力或位移（速度）的混合面。动态边界条件的处理，主要是指对接触问题的处理，包括：对接触问题的几何机制（触模与脱模）和物理机制（摩擦模型）等的处理。
⑹、时间步长的确定用
迭代方法求解非线性方程组时，还需要确定一个时间步长来控制求解过程，并在迭代收敛后利用该时间步长更新有关场量。体积成形有限元时间步长的确定要考虑以下几方面的约束：触模和脱模条件、体积不变条件和迭代收敛性条件。
⑺、网格的重新划分
用刚（黏）塑性有限元法计算材料成形过程时，随着变形程度的增加和动态边界条件的变化，初始划分好的规划有限元网格，会发生部分畸变现象，网格出现不同程度的扭曲，从而影响有限元的计算精度，严重时会使迭代过程不收敛。解析： 暂无解析 -
第13题：
有限元法在工程应用中主要解决的三类问题的是（），特征值问题，（）。
正确答案:平衡或稳态问题；瞬间问题 -
第14题：
简述制作直角三角形角钢架过程。
正确答案: 1.按图所给的三角形架尺寸计算下料长度及切角角度；
2.在所给角钢上下料，切割；
3.用氧-乙炔焰加热折弯部位，并弯制成三角形角钢架；
4.用锤等调平三角架，点焊固定折弯部分拼缝。 -
第15题：
有限元法的分类和基本步骤有哪些？
正确答案:分类：位移法、力法、混合法；步骤：结构的离散化，单元分析，单元集成，引入约束条件，求解线性方程组，得出节点位移。 -
第16题：
有限元法解决问题的基本步骤是：（）→位移模式的选择→（）→单元受力等效转换→（）→求解未知节点的位移及单元应力。
正确答案:结构离散化；单元的力学特性分析；建立整体结构的平衡方程 -
第17题：
在平面问题有限元法中，单元刚度矩阵有哪些性质？
正确答案: （1）单元刚度矩阵是对称矩阵。
（2）单元刚度矩阵中每个元素的都有明确的物理意义，单元刚度矩阵的主对角线上的元素总是正的
（3）单元刚度矩阵是个带状、稀疏阵。单元刚度矩阵是个奇异阵，在消除刚体位移以后是正定的
（4）单元刚度矩阵的元素决定于单元的形状、大小、方位和弹性常数，而与单元的位置无关，即不随单元（或坐标轴）的平行移动或作nπ（n为整数）角度的转动而改变。 -
第18题：
简述解析法解平面汇交力系平衡问题的方法。
正确答案: （1）根据题目需要，选取适当的分离体，作为研究对象，其上应有已知的主动力和所要求得的未知力。（2）正确绘出分离体的受力图。（3）选取适当的坐标轴，坐标轴应与较多的力平行或垂直。（4）列平衡方程，求出未知量。 -
第19题：
问答题在平面问题有限元法中，单元刚度矩阵有哪些性质？正确答案： （1）单元刚度矩阵是对称矩阵。
（2）单元刚度矩阵中每个元素的都有明确的物理意义，单元刚度矩阵的主对角线上的元素总是正的
（3）单元刚度矩阵是个带状、稀疏阵。单元刚度矩阵是个奇异阵，在消除刚体位移以后是正定的
（4）单元刚度矩阵的元素决定于单元的形状、大小、方位和弹性常数，而与单元的位置无关，即不随单元（或坐标轴）的平行移动或作nπ（n为整数）角度的转动而改变。解析： 暂无解析 -
第20题：
问答题试述有限元法的基本原理？正确答案： 有限元法的基本思想是：先把一个原来是连续的物体剖分（离散）成有限个单元，且它们相互连接在有限个节点上，承受等效的节点载荷，并根据平衡条件来进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合起来，成为一个组合体，再综合求解。由于单元的个数是有限的，节点数目也是有限的，所以称为有限元法。在采用有限元法对结构进行分析计算时，分析对象不同，采用单元类型（形状）也不同。解析： 暂无解析 -
第21题：
问答题简述用有限元方法求解问题的基本步骤。正确答案： 用有限元方法求解问题的基本步骤如下：
（1）对整个结构进行简化，并进行离散化；
（2）求出单元的刚度矩阵；
（3）集成总体刚度矩阵；
（4）处理非节点载荷，引入支承条件；
（5）写出总体平衡方程；
（6）求出各节点的位移；
（7）求出各单元内的应力和应变；
（8）分析结果的合理性。解析： 暂无解析 -
第22题：
填空题有限元法解决问题的基本步骤是：（）→位移模式的选择→（）→单元受力等效转换→（）→求解未知节点的位移及单元应力。正确答案： 结构离散化,单元的力学特性分析,建立整体结构的平衡方程解析： 暂无解析 -
第23题：
填空题有限元法在工程应用中主要解决的三类问题的是（），特征值问题，（）。正确答案： 平衡或稳态问题,瞬间问题解析： 暂无解析