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隨著現(xiàn)代計算機信息技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的工業(yè)產(chǎn)品在設(shè)計、研發(fā)時借助計算機軟件進行，能夠大大提高設(shè)計精度，而且還能夠提前對應(yīng)力、性能等方面進行計算與預(yù)測。有限元分析計算是近幾年來在機械產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用較為廣泛的一種程序。通過它實現(xiàn)了設(shè)計團隊的工作效率，極大地降低了設(shè)計成本，能夠為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。
有限元法最早是在上個世紀五十年代提出的，當(dāng)初的主要目的是為了處理固體力學(xué)問題。后來特納等人把單元剛架法思路進行推廣，開始應(yīng)用于力學(xué)平面領(lǐng)域。有限元分析方法的概念即為通過建立結(jié)合點位移與結(jié)合點間的單元剛度方程法。有限元分析理論隨著現(xiàn)代計算機信息技術(shù)的不斷發(fā)展得到了迅速的發(fā)展，同時它的功能也不斷廣泛。
有限元分析方法在機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用：
1、降低成本
在傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設(shè)計中，多是采用借鑒改進的方式進行的，通過已有的機械產(chǎn)品圖紙進行細微改動或簡化處理，通過經(jīng)驗來進行優(yōu)化設(shè)計，總體思路還是不變，這一過程中需要大量的設(shè)計工作，周期非常長，通過這種方法設(shè)計的產(chǎn)品相對性能差一此，在傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設(shè)計中多是采用二選一或多選的方案進行的，從多個方案中選擇質(zhì)量最優(yōu)的方案進行進一步設(shè)計。這就造成了工作量非常大。通過有限元分析來對機械產(chǎn)品進行設(shè)計時，可以直接確定出最優(yōu)的方案，而且設(shè)計與修改工作都會容易一些。通過有限元優(yōu)化設(shè)計分析，可以有效減輕機械產(chǎn)品的自重，對零件形狀進行優(yōu)化從而降低材料消耗，拉動成本下降，能使企業(yè)獲得更好地經(jīng)濟效益。
2、提高產(chǎn)品設(shè)計的可靠性
在傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設(shè)計思路中，多是采用實驗的辦法，把設(shè)計的產(chǎn)品經(jīng)過樣品、手工樣機、實驗樣機等多個階段才能制造出性能完全符合需求的產(chǎn)品，在這一過程中，不但周期較長，而且修改難度增大，造成浪費問題嚴重。從整體來講，傳統(tǒng)的設(shè)計思路無法完全確保設(shè)計的可靠性。而采用有限元分析可以直接從計算機中對零件的形狀、應(yīng)力與尺寸進行完全檢驗，而不再需要真正加工出成品。通過這種精細化的反復(fù)模擬，可以有效提高零件設(shè)計的可靠性，確保零件產(chǎn)品精度的同時，也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量與應(yīng)用效果。
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