ICS 01.100.01 J 04 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 31054—2014 机械产品计算机辅助工程 有限元数值计算术语 Computer aided engineering for mechanical products-Finite element numerical calculation—Terminology 2014-12-22发布 2015-10-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T31054—2014 目 次 前言 范围 1 一般术语 2 2.1基本概念 2.2 前处理 2.3 单元 2.4后处理 典型结构数值分析术语 3 3.1结构静力学分析 3.2 结构动力学分析 3.3 结构热分析… 10 3.4 结构耦合分析 10 3.5 结构优化设计： 参考文献 12 索引 13 GB/T31054—2014 机械产品计算机辅助工程 有限元数值计算术语 1范围 本标准规定了机械产品计算机辅助工程有限元数值计算的常用术语和定义。 本标准适用于与机械产品有限元数值计算相关的研究、开发和应用 一般术语 2.1基本概念 2.1.1 计算机辅助工程 computer aided engineering(CAE) 运用计算机技术和数值分析技术（如有限单元法、有限差分法或离散元法等）获取物理系统的应力 场、温度场或电磁场等物理场响应量的过程和方法，常用于评估系统功能和性能，优化结构、工艺或成本 等目的。 2.1.2 有限单元法 finiteelementmethod(FEM) 有限元法 将连续的求解域离散为有限个单元，并在给定约束条件下，利用有限单元的近似解逼近真实物理系 统的数值分析方法。 2.1.3 有限元分析 finite element analysis (FEA) 基于有限单元法的结构性能分析。 2.1.4 单元 element 具有几何、物理属性的最小求解域。 2.1.5 节点node 单元之间的铰接点。 注：每个单元仅在节点处和相邻单元及外部发生联系。 2.1.6 前处理 preprocessing 几何模型处理、有限单元划分、物理参数设置和边界条件施加的过程。 2.1.7 求解solve 设定求解环境（或条件）和寻求近似解的过程。 2.1.8 后处理 post-processing 对求解结果进行检查、分析和评估等处理的过程。 1 GB/T31054—2014 2.1.9 通用运动方程 general kinematics equation 描述载荷、惯性、阻尼和位移响应相互关系的方程，见式（1）： Mi+Cu+Ku=F(t) (1) 式中 M 质量矩阵； 阻尼矩阵； K 刚度矩阵； F 载荷向量； 位移响应； u 时间。 2.1.10 结构静力学分析 Fstructural statics analysis 在静态或可近似静态载荷作用下，忽略惯性和阻尼效应的结构响应分析。 2.1.11 结构动力学分析 structural dynamics analysis 在时变载荷以及惯性和阻尼效应作用下，对结构动力学特性和响应的分析。 2.1.12 结构热分析 structural thermal analysis 对结构温度场及其他热物理参数的分析。 2.1.13 结构耦合分析 fstructural coupling analysis 在两个或多个物理场耦合作用下的结构响应分析。 2.1.14 优化设计 optimal design 用于确定结构几何、物理和工艺等设计参数，以满足最优性能、可靠性、重量和成本等要求。 2.1.15 设计模型 design model 侧重于产品几何描述的结构设计模型。 2.2前处理 2.2.1 简化模型 simplified model 对机械产品设计模型中局部几何特征进行简化处理后的模型。 2.2.2 理想模型 ideal model 对机械产品物理特征进行理想化处理后的模型，如变形可以忽略不计的柔性体可理想化处理为 刚体。 2.2.3 有限元模型 finite element model 以有限数量单元的组合逼近机械产品结构的模型，或更一般地物理系统结构的模型。 2 GB/T 31054—2014 2.2.4 有限元建模 finite element modeling 构建有限元模型的过程，包括几何模型处理、有限单元设置和划分等步骤。 2.2.5 分析模型 analysis model 在有限元模型基础上，施加了材料性能和边界条件的模型。 2.2.6 工况 working conditions 机械产品在一定环境条件下的典型工作状况。 2.2.7 边界条件boundaryconditions 在给定工况下，求解域边界上的几何、物理条件，如力、温度、速度和位移等。 2.2.8 材料性能 material property 材料的力学、热学、电磁学等物理性能参数，如弹性模量、泊松比和密度等。 2.2.9 单元属性 element attribute 单元的几何、物理特性，如单元类型、材料性能和几何形状等 2.2.10 自由度degreesof freedom 力学系统中，完全确定一个机械结构形位所需的独立坐标个数。 2.2.11 约束 constraint 减少系统自由度的各种限制条件。 [GB/T10853—2008,定义3.3.13] 2.2.12 位移displacement 表征物体上一点相对于某参考系的位置变化的时间变量。 ［GB/T2298—2010,定义2.1] 2.2.13 节点位移 多 node displacement 节点相对于某参考系的位置变化的时间变量。 2.2.14 5Z1C 载荷load 施加在物体或系统上的作用力系。 [GB/T10853—2008,定义5.2.58] 2.2.15 集中载荷 concentrated load 作用面积远小于物体表面尺寸，可近似作用于一点的载荷。 2.2.16 线载荷lineload 其作用点连续分布在给定线段上的载荷。 3