前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的有限元法机械设计应用，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
1.有限元法的概念以及应用原理
有限元法是一种高效能常用的计算方法。有限元法在早期是以变分原理为基础发展起来的，所以它广泛的应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中。有限元法的应用最早出现在1969年，当时早就有学者利用加权法则得到了有限元法的应用方程，而且，将其广泛的应用在了各种物理场中，得到了很多重要的结论。说到其原理，有限元法的应用原理也十分简单易懂。主要可以理解为函数求导，举个例子，比如说给了一个比较复杂的未知场函数需要求解，这时可以将整个场函数离散成若干个可以求解的函数进行求解，另外也可以将这个未知场函数在已知空间里大致画出简图，并且利用函数的节点标注出来数值，例如比较有用的最大值，最小值等，这时就会把一个未知的场函数变成多个已知的离散形函数，这就是有限元法最简单的应用原理。
2.有限元法的基本应用步骤
有限元法的基本原理和概念已经了解，以后应该了解的就是有限元法的基本步骤，掌握了基本的步骤才能够更快速的掌握工作原理。首先进行剖分，顾名思义，就是对需要求解的未知数进行离解，将未知数离解成多个元素的集合，并且，每个元素都是每一处离解过方程的解，之后通过剖分的方法得到函数的最大值和最小值，这里可以叫其节点。第二个步骤是单元分析，单元分析听起来十分的简单，但是依然是要考虑细节的一个步骤。要进行分片插值，即将分割单元中任意点的未知函数用该分割单元中形状函数及离散网络点上的函数值展开，即建立一个线性插值函数。第三个步骤是对变分方程进行求解，在整个方程的求解过程中可以看出，有些方程的解并不是用简单的方法就可以计算出来，通常情况下要有很大的逻辑思维，要能够将多种方法在一起分析计算。用有限元法对已知的单元进行离散，然后将每一个数据和不同的问题进行结合求解，这是物理学上解决问题常用的方法。离散，顾名思义，就是指对待一个比较复杂的方程，要有能够将其分解计算的能力。有限元法把连续体离散成有限个单元。
有限元法在日常的生产生活中都有很广泛的应用。如今在机械设计中也有很广泛的应用。机械设计在机械制造过程中起到至关重要的作用，因为机械设计是整体工程的第一步。机械设计，顾名思义，首先要考虑的是设计，就是根据整体的零件大小，润滑程度，应用高度和范围和整个工程的施工特点来制造最适合的方案和图纸，不错，机械设计对产品的尺寸大小，相对位置的计算等方面都有很大的要求，这时运用有限元法大大的加快了运算的速率，得到需要的数据。
4.有限元法的在机械设计中的具体应用
传统的机械设计方法为何会在如今的时代越来越被淘汰，究其原因可以发现，传统的机械设计方法比较笨重，耗费的人力物力较大，不能够快速的完成工程项目，所以造成的工作效率不会很高，进而大大的减少利润增大了成本的消耗，而且，在成本上也会有很大的消耗，如果设计质量不高，甚至会有赔本的可能。造成这种结果的原因是传统设计一般都是采用对比分析法，简单来说，就是在几个比较合理的方案中选择一个最优方案进行设计，这样看来设计具有很大的盲目性。同时选择的方案也没有一个十分精确的评价标准来衡量其优劣情况。如何通过比较来进行选择呢，这就需要不断地对比，修改，之后再重新确认设计方案，由此可见，传统的机械设计方法太过浪费时间，而且在设计方案上不能做到别具一格，引人入胜。而这时就要引入有限元法，在机械设计中将有限元法融汇贯通。这样的办法可以大大优化产品生产的效率，可以准确的得到数据，也可以在得到数据的同时通过整体的调控分析来确定设计的合理性。另外，因为在传统设计方案中往往忽略了机器设备自重性这个因素，所以对人力物力的损失很大。目前，在机械设计中有限元法应用在如下几个方面，首先是静力学分析，顾名思义，可以说是在静态下的应用。当整体的受力情况并不明显的时候，可以说物体处于静止或匀速运动的时候，内部存在的载荷不动或运动的浮动特别小的时候，此时就可以用有限元法进行静态分析。其次是模态分析。模态分析，其实就是指载荷有位移之后的分析。当物体处于运动状态时，而且内部两个接触物体会有一定的接触受力时，这时可以作用模态的动态分析和应用有限分析法，这样也可以准确的得到数据，进而完成机械设计。之后，在机械设计中还要在热应力方面上应用有限元法。主要考虑到在机械设计中温度的不同改变了内部的应力，所以需要有限元法进行分析调整。
5.结语
有限元法在机械设计中都有很大的发展空间，在机械制造过程中可以简化生产的过程，因为有限元法的应用简便性。所以才会有很多的技术人员认可了有限元法带来的强大生产力，有限元法的应用，必将得到更快速更广泛的普及，推动科技信息的进步与发展。
作者：仲丛华 单位：长春理工大学光电信息学院