第4章结合有限元方法的学习，使用有限元软件，在三种不同的工况下对模型进行加载计算，检验风电安装船的甲板强度是否满足要求。

第2章 有限元法与ANSYS介绍

    有限元法是一种求解偏微分方程边值问题近似解的数值方法，也称之为有限元分析。有限元分析将一个大的问题，细分成更小的，更简单的部分，我们称之为有限元。模拟这些有限元的简单方程，来组装成一个更大的方程组，这个方程组模拟了整个问题。有限元分析法然后会通过使用许多方法，从微积分的变化再到通过最小化关联的误差函数求近似解。这一种解法基于微分方程的消除，即将微分方程转化它的稳定情形，即代数方程组，或将偏微分方程（组）改写为常微分方程（组）的逼近，这样可以用标准的数值技术（例如欧拉法，龙格－库塔法等）求解[9]。在船舶设计领域，有限元法的引入和使用对船舶研究有着极大的推动作用，例如在船舶的结构强度分析工作中，有限元软件的广泛使用对分析研究工作有着积极的意义。论文网

2。1 有限元法介绍

“有限元法”这个概念，首先是由Clough在上个世纪60年代第一次提出，经过半个世纪的发展，此刻已成为现在工程中最为普遍的一种处理实体模型计算的方法，有限元在各个领域都能够使用并且出色地发挥它的作用，在世界各国的工学届占据重要的位置。本世纪，电子计算机领域的迅猛成长，使得有限元法成为计算机辅助设计技术中不可或缺的成分。

有限元法的基本思路就是将一个复杂的实体通过有限元的方法划分成有限个小的单元体，再将这些小的单元体依据相应的方式相互结合起来。可以将求解域看成是由许多的有限元子域构成，先给每个有限元单元假设一个解，这个解必须合理并可以根据该近似解求出有限元法的计算准确度上非常高，此外还能适用于各种繁杂的形状，它能够解决许多难以得到精确解的实际问题，这也是它能够成为工程分析解决问题的有效手段的原因。

有限元实际上就是一些离散的单元，这些单元通过聚集在一起从而表达实际的连续域。有限元这一想法早在上个世纪就已经萌发，比如从正三角形，到正方形，到正五边形，这样不断增加边的个数，当边的个数增加到一定大时，它的长度就接近一个圆的周长了，这就是最初有限元的应用。但是提出有限元作为一种求解方法，那就是最近的事了。一开始，一些研究者将有限元法成为矩阵近似法，学者们称有限元法为矩阵近似方法，并将其应用在航空器的设计制造工作当中。后来，从事力学研究的科学家开始对有限元法进行了研究，它的实用性、便捷性和有效性对研究工作起到了推动作用。伴随本世纪计算机技术迅猛发展，学者们通过不断的研究，有限元法已经从原先单一的分析和计算结构强度的工作，迅速拓展到其他科技领域，发展成一个集涉及范围广、实际功效高、适用性强等优点于一身的数值分析方法。

2。1。1 有限元法的基本思想

“用简化的问题代替繁杂的问题，接下来再分析”是有限元法的基本思路。因为单元有许多有差别的组合方式来连接并且单元自身的外形不尽相同，因而几何形状繁杂的求解域也可以由有限元模型转化。有限元法一般要求进行下列步骤：

（1）实物的离散化：这一步是有限元法的基础，即根据物体的真实尺寸，选取恰当的单元形式、类型、尺寸、个数和排布的方法，把将要处理的实物假设地划分为可数个区域或者分块的总和。