我认为从有限元分析的类型及其用途开始是有意义的。如果你不能确定分析类型，我认为你永远不能确定结果。这也将向你展示你在不同的方法中得到了什么和错过了什么。这将使进一步的讨论更加容易！
让我们从明显的开始:
线性静态
如果您在软件中按下计算，默认情况下会发生这种情况。这无疑是有限元分析中使用最多的分析。文斯·亚当斯在他的《有限元模拟设计指南》一书中指出，线性静态占所有分析的90%以上。他还指出，这些系统中有一半以上在现实中不是线性或静态的！
为什么线性静电如此受欢迎？简单地说:
线性静电简单、快速、便宜！
线性静态不会有太多问题。这是一个非常简单的方法。只需按计算，您就可以设置好了！
说到计算，这也是最快的方法。我的意思是你可以在几分钟内用智能手机计算出一个巨大的系统！
同样不可思议的是——如今，你可以用许多计算机辅助设计软件包免费获得一个简单的线性求解器。这与非线性解算器仍然相当昂贵形成对比(仍然很少有开源解算器)！
然而，这并不是全部:
多年来，线性静态是有限元分析库中的“唯一工具”。这是因为“旧时代”的计算速度要慢得多，任何超过线性静态的东西都会让计算机停滞数月！
这意味着开发了许多变通方法。我们必须就如何用线性分析安全地分析非线性系统写规则……仅仅因为那时没有其他选择。
这意味着我们有很多规则允许我们分析线性静态的问题。即使我们面临的问题本质上不是线性的也不是静态的！
这种方法不是一直都可行的(并且在少数情况下有一些严重的缺点)，但是它仍然导致线性静态的广泛流行。
线性静态假设
因为线性静态是最基本的过程，你必须假设很多事情才能让它“工作”。
看看什么实际上意味着分析是“线性”和“静态的”:
如您所见，我们可以将它分为两个“类别”:
线性相对于非线性
静态相对于动态
现在让我们关注这一点，这样你不仅能理解局限性，还能理解其他可能性！
如果你关注我的博客相当长一段时间，我已经讨论了一些关于非线性的话题。现在让我们从动力学开始: )
没有惯性效应
在静态设计中，你假设事情发生得很慢。事实上，它们发生得如此之慢，以至于时间不起任何作用。此外，您假设在施加负载后，它们不会改变，尤其是变化很快！
如果你(像我一样)有土木工程背景，理解惯性效应可能有点困难，所以让我们举个小例子。
他们说如果你给一个人一条鱼，你会喂他一天，如果你给他一根鱼竿，你会喂他一辈子。这是事实，但我几乎可以肯定，我会用一根新鱼竿饿死的！然而，这不会阻止我在这个例子中使用一个(我希望我得到了正确的钓鱼竿比例！)
在这两种情况下，我都将手柄底部旋转90度。在左边，你会看到一个正常的“静态响应”。罗德只是旋转，没有压力，没有应变……什么都没有。只是变形。然而，在右边，我在相对较短的时间内应用了相同的旋转。手柄开始转动，直到尖端甚至“意识到”有一个动作要做。然后“提示”试图跟上，一切都变得有趣。
请注意，应用旋转后，移动仍然会持续。它最终会因阻尼而消亡。
这是一个典型的动态分析，负载施加的速度实际上起着作用。静态设计没有考虑这种惯性效应！你需要一个动态分析为此！
没有振动
如果你有某种东西以某一频率振动，你的系统中很可能有振动。一般来说，您可以用以下公式计算这样一个系统力响应分析。简而言之，它会告诉你你的结构将如何对如此频率的激发做出反应。这里的风险是，如果这个频率接近结构的固有频率，就会发生共振，振幅会达到无穷大(当然，如果没有阻尼)。
在这种情况下，强制响应分析比更流行的方法稍微复杂一点，即模态分析。事实上，模态分析是如此受欢迎，以至于你的有限元分析包实际上可以称之为“动态分析”。
模态分析相对简单。它不会分析你的结构在任何给定激励下的行为。相反，它告诉你你的结构的自然频率是多少。然后，当你知道激励频率时，你可以检查自己共振是否是一个真正的问题。
这就是前一个例子中鱼竿的最初几个自然频率。当然在结果中，你也可以得到赫兹的频率！
因为很容易想象线性静态不能考虑这样的影响。
没有影响
如果这应该是名单上的一个单独的“条目”，我就很紧张。毕竟，这是一个“正常”的动态分析。然而，各种各样的影响分析是如此流行，以至于我想我会简单地列出来作为参考。
如果有东西撞到别的东西，就是它了。全部碰撞测试,跌落测试等等。属于这一类。
如果你正在分析掉在地板上的智能手机，这是一个影响分析。
一个有趣的注意是，在各行各业都有一些简化。例如，一些冲击产生的动态载荷被假定为静态的(但是它们的值增加了几倍)等等。这使得线性静态能够“在某种程度上”处理这个问题——至少只要你相信那些乘法因子！
非线性几何
这是一个难以形容的野兽，我想这是我在这里要讨论的最“难以捉摸”的概念！幸运的是，我已经做了一个张贴在上面！简而言之，如果考虑几何非线性，可以考虑几何变化会影响模型承载载荷的事实。这有助于(几何强化)与否(所有形式的不稳定性，如屈曲)。为了向您展示它是如何工作的，我将使用一个我非常喜欢的真实例子:
事情很简单！想象我挂着我最喜欢的毛衣(谢谢奶奶！)放在绳子上晾干。
线性方法要求将弦视为梁。所以我会计算弯矩和弦的弯曲能力(充其量是最小的)。最后，压力会很大，我的绳子承受不了载荷另一个帖子为此。)
但是我们都知道这是可行的，你不需要一根钢丝绳来挂衣服！
这就是非线性方法的切入点！
求解器可以考虑字符串中的变形。如果挠度(h)很高，弦(N)中的张力和支撑物上的反作用力(再次是N)产生一对承载弯曲的力。不错。
这可能很难相信，但有一个简单的心理测试:
想象一下，你把绳子的一端绑在墙上，而另一端只是放在桌子上。如果你把负荷放在绳子上，桌子的一端会从桌子上掉下来，所有的东西都会落在地板上。
这是因为绳子是“弱”的，以“简单支撑梁”的形式承载载荷(桌子提供水平滑动的垂直支撑)。它甚至试图进入“非线性模式”并产生张力(为了营救！)。遗憾的是桌子没有水平支撑，所以绳子掉到了地板上。
很好的例子，不是
