目前在工程技术领域内常用的数值模拟方法有：有限单元法（亦称有限元法）（Finite Element Method，FEM）、边界元法（Boundary Element Method，BEM）和有限差分法（Finite Difference Method，FDM）等，但就其实用性和应用的广泛性而言，主要还是有限单元法。有限单元法是在当今科学技术发展和工程分析中获得最广泛应用的数值计算方法，它的基本思想是将物体（即连续的求解域）离散成有限个且按一定方式相互联结在一起的单元的组合，来模拟或逼近原来的物体，从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题求解的一种数值分析法。由于凭着卓越的通用性，牢靠的理论基础，清晰的物理概念，高效的解决问题的速度等特性受到业界的极高的评价，同时能在设计时抓住产品特性、很好地改善产品的结构，减少设计阶段的消耗，使制造出来的东西有着不错的产品竞争力和相当高的评价。随着计算机科学和技术的飞速发展，现在已经成为计算机辅助工程和仿真技术的非常重要的组成部分。

有限元分析法的基本原理是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它的核心思想是机构的离散化，即将物体划分成有限个单元，通过有限个节点，这些单元之间相互连接，可以把单元作为是不可变形的刚体，通过节点可以传递单元之间的力，然后通过能量原理建立各单元矩阵。输入材料特性、密度、载荷和约束等相关条件后，源`自,优尔.文;论"文'网[www.youerw.com使用计算机进行应力和温度场实验研究温度场等物理特性的计算，最后通过分析计算结果，结合图像和数据的形式表现出来。对于具有不同物理性质和数学模型的问题，利用有限元分析方法的基本步骤一般是相同的，这是有限元法分析问题的一般模式。只是相对的具体公式推导和拓展和具体的求解方案存在着着些许不同，有限元法解决问题的基本步骤通常为：

（1）确定问题及求解域；

（2）离散化的求解域；

（3）状态变量及控制方法的确定；

（4）单元推导；

（5）总装求解；

（6）方程组的联立求解和结果分析。

简而言之，前处理、有限元求解和后处理是有限元分析方法三个阶段，前处理包括建立有限元模型，完成网格划分，施加边界载荷和约束，变化形式等；求解是通过ANSYS软件的求解器进行求解计算，后处理则包括采集处理分析结果。使用户能简便提取信息，了解计算结果。

2. 3 连杆模型的参数化设计

    连杆问题——在连杆的最大应力应小于许用应力﹑连杆的工作时最大位移小于许用值和连杆的第一阶频率满足一定范围的情况下，如何设定连杆相关几何尺寸使得连杆质量最小。

   将老师提供的SolidWorks格式的连杆模型，导入SolidWorks进行参数化设计。选择需要优化的部分，按要求表2-1对其进行参数化设计。将连杆结构上各个参数化输入。