有限元方法的思想最早可以追溯到古人的“化整为零”、“化圆为直”的作法,如“曹冲称象”的典故,我国古代数学家刘徽采用割圆法来对圆周长进行计算;这些实际上都体现了离散逼近的思想,即采用大量的简单小物体来“冲填”出复杂的大物体。
早在1870年,英国科学家Rayleigh就采用假想的“试函数”来求解复杂的微分方程,1909年Ritz将其发展成为完善的数值近似方法,为现代有限元方法打下坚实基础。
20世纪40年代,由于航空事业的飞速发展,设计师需要对飞机结构进行精确的设计和计算,便逐渐在工程中产生了的矩阵力学分析方法;1943年,Courant发表了第一篇使用三角形区域的多项式函数来求解扭转问题的论文;1956年波音公司的Turner,Clough,Martin和Topp在分析飞机结构时系统研究了离散杆、梁、三角形的单元刚度表达式;1960年Clough在处理平面弹性问题,第一次提出并使用“有限元方法”(finite element method)的名称;1955年德国出版了第一本关于结构分析中的能量原理和矩阵方法的书,为后续的有限元研究奠定了重要的基础,1967年Zienkiewicz和Cheung出版了第一本有关有限元分析的专著;1970年以后,有限元方法开始应用于处理非线性和大变形问题;我国的一些学者也在有限元领域做出了重要的贡献。
随着计算机技术的飞速发展,基于有限元方法原理的软件大量出现,并在实际工程中发挥了愈来愈重要的作用;目前,专业的著名有限元分析软件公司有几十家,国际上著名的通用有限元分析软件有ANSYS,ABAQUS,还有一些专门的有限元分析软件,如FELAC,DEFORM等;有关有限元分析的学术论文有有限元语言、有限元语言及其应用、Finite Element Language and It’s Applications I等,学术活动非常活跃。
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