精选优质文档-倾情为你奉上有限元法的理论基础有限元法是一种离散化的数值计算方法,对于结构分析而言,它的理论基础是能量原理。能量原理表明,在外力作用下,弹性体的变形、应力和外力之间的关系受能量原理的支配,能量原理与微分方程和定解条件是等价的。下面介绍有限元法中经常使用的虚位移原理和最小势能原理。1. 虚位移原理 虚位移原理又称虚功原理,可以叙述如下:如果物体在发生虚位移之前所受的力系是平衡的(物体内部满足平衡微分方程,物体边界上满足力学 边界条件),那么在发生虚位移时,外力在虚位移上所做的虚功等于虚应变能(物体内部应力在虚应变上所做的虚功)。反之,如果物体所受的力系在虚位移(及虚应变)上所做的虚功相等,则它们一定是平衡的。可以看出,虚位移原理等价于平衡微分方程与力学边界条件。所以虚位移原理表述了力系平衡的必要而充分的条件。 虚位移原理不仅可以应用于弹性性力学问题,还可以应用于非线性弹性以及弹塑性等非线性问题。2. 最小势能原理 最小势能原理可以叙述为:弹性体受到外力作用时,在所有满足位移边界条件和变形协调条件的可以位移中,真实位移使系统的总势能取驻值,