有限元法在稱重傳感器設計中的應用

 有限元法在稱重傳感器設計中的應用

本文闡述了有限元法在稱重傳感器靈敏度設計計算、滯后誤差分析及靈敏

度溫度補償中的應用，并以稱重傳感器設計實例展現了有限元法的高效性和便捷性，希

望對國內稱重傳感器設計技術水平的提高有所幫助。

    有限元法的基本思想：將求解域分割成通過節點互連的有限個單元，給每一單元假

定一合適近似解，通過推導該域滿足的條件（平衡方程，物理方程，幾何方程，邊界條

件等）獲得該問題的解。

    隨著計算機技術的發展，基于軟件的有限元計算越來越簡便，其應用已經滲透到設

計行業的各個領域。通過有限元的應用我們可以減少繁瑣的力學計算，縮短設計周期，

降低研發成本，能為產品設計與性能評估提供可靠的理論依據。

    1  有限元計算的基本過程

    計算機技術的發展和廣泛應用，給有限元法的發展帶來了革命性的變化，有限元法

在研發中顯示出其無與倫比的優越性，成為了企業在日益激烈的市場競爭中制勝的重要

工具。在層出不窮的有限元軟件中，目前通用的分析軟件有：ANSYS、I-DEAS、ABAQUS、

NASTRAN等。有限元分析工作通常包含三個階段：

    1.1前處理階段

    1)建立求解域的物理模型并簡化；

    2)將求解域離散成通過節點互連的有限個單元，獲得單元剛度矩陣，并組裝成整

體結構剛度矩陣；

    3)將非節點載荷往節點移置組成載荷矩陣；

    4)得到整體剛度方程。

    1.2求解階段

    將邊界條件代入整體剛度方程，通過高斯消元等辦法得到問題的解。

    1.3后處理階段

    用圖形顯示或列表輸出評價分析結果。