结构力学仿真

有限元仿真中的结构力学仿真是通过离散化方法分析结构力学行为的数值技术，其核心是将连续结构划分为有限单元，基于刚度矩阵和质量矩阵求解结构在载荷下的响应。该方法涵盖静力学分析（应力/应变分布）、动力学分析（模态/谐响应/瞬态）和非线性分析（材料非线性、几何非线性及接触问题），通过虚功原理建立控制方程并利用数值算法求解。现代仿真工具（如ANSYS、ABAQUS）采用高阶单元、自适应网格和并行计算技术，可精确模拟从微观材料到大型工程的力学性能，支持热-力耦合等多物理场分析，广泛应用于航空航天、汽车工程和土木建筑等领域，其验证需结合实验数据和网格收敛性分析，当前发展趋势包括AI驱动的优化算法和数字孪生实时仿真技术。