SOLIDWORKS有限元分析是利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。

有限元求解思想很早就已经出现，例如：割圆法求圆周率，通过不断增加正多边形的边数，使正多边形的面积更像加接近圆的面积，使用的边数越多，绘制的图形与真实圆的差距就越小。

一：什么是有限单元?

各种有限分析软件的分析流程基本一致，以SOLIDWORKS的Simulation为实例来说，我们在软件中为模型分配材料属性，定义载荷和约束，再使用数值近似方法，将模型离散化以便分析。

在有限元分析软件中，离散化过程就是网格划分的过程，即将几何体剖分成相对小且形状简单的实体，这些实体被称为有限单元。

下面就是一个虎钳的网格划分。

二：网格分类

在SOLIDWORKS Simulation中我们将网格分为三种：实体四面体网格，壳单元三角形网格，横梁单元。合理的利用不同的网格能帮助我们大大减小计算量，加快运算速率。网格化会创建 3D 四面实体单元、2D 三角形壳体单元、及 1D 横梁单元。网格由一种类型单元组成，除非指定了混合网格类型。实体单元天然适合大型模型。壳体单元自然适合建模细薄零件（钣金），横梁和桁架适合建模结构构件。

相对于一阶实体和壳单元，两个节点的梁单元把两个面外挠度模拟为三次函数，并把轴向平移和扭转模拟为线性。两节点梁单元的形状在初始时为平直的，但可以假定形状在变形发生后为三次方的一个函数。两节点的梁单元在每个端节点处都有六个自由度：三个平移自由度和三个旋转自由度。两节点梁单元的网格映射机制与一阶实体和壳单元中的方法是相同的。

如图所示：

某些类型的形状既可以使用实体单元也可以使用壳单元，如前文所讨论的肘形体。

选择单元类型：四面体实体或三角形壳，取决于分析的目的。然而，通常情况下，几何体的天然形状决定了所使用的单元类型。比如，一些铸件只能用实体网格划分，而一张金属板材最好使用壳单元。一个带孔板，既可以使用实体单元（它在对实体几何体划分网格时创建），也可以使用壳单元（它在对中面划分网格时创建）。

如图所示：

三：总结

一般来说，当我们要处理的模型符合以下情况时，我们可以对它进行对应的处理当模型的一个方向的尺寸远小于其他方向，且沿厚度方向的应力可以忽略，使用壳单元例如钣金件，曲面实体;

分析的结构或者结构的某一部分具有相等或相似的截面，并且一个方向的尺寸远大于另外两个方向，采用梁单元，比如说支架，钢架结构;

对于一个大型的结构，合理的对不同部分使用不同的网格单元进行分析，可以大大减少网格数量，降低计算量，减少计算时间。