文献综述（或调研报告）：
随着现代科学技术的发展，人们不断设计生产新的更精密的机器设备，设计中要求工程师在设计阶段就能精确地预测出产品的技术性能、强度、寿命等，并需要对结构的静、动力强度等技术参数进行分析计算。近年来在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元分析方法则为解决这些复杂的设计分析计算问题提供了有效的手段。有限元应力分析可用于确定机体结构上的外部载荷所引起的应力应变，用于静强度校核、耐久性分析、损伤容限分析、设计阶段研制试验项目选择、关键部位的确定、材料选择、强度验证试验中载荷情况确定，同时也是全机和部件传力分析的重要依据。有限元分析结果与软件、建模等有关，分析过程中处理方式的不同会造成结果的差异，因此在设计中不能迷信有限元软件结果，特别是对初学者更应谨慎对待。对具体问题应根据以前类似问题的结果或简单模型的实验验证判断有限元结果正确性。
在有限元分析中，工程技术人员最关心的问题是有限元计算结果的正确性和精度。这个问题关系到有限元计算结果能否应用于工程实际。为了得到有效的有限元计算结果，这里通过对有限元理论分析和有限元问题处理经验，对有限元分析中应注意的几个问题归纳如下：
离散的网格密度、单元类型、形函数构造、边界条件的处理等都和最终结果有关。同时，在商用软件中其算法都做了一些相应的简化。这些简化一般适应于一类问题，而不会适合于所有问题。搞清所使用的软件的算法原理，对得到合理的有限元分析结果非常重要。使用商业有限元软件进行分析时，由于几何建模、有限元建模、及边界条件的处理等因素的影响，有限元模拟结果可能偏离实际情况。因此对有限元分析结果要谨慎对待。一般要通过以前的算例或简单试验对有限元结果的可行性进行验证，同时不能轻易省掉常规的强度计算。关于有限元分析和常规强度计算的关系已有阐述，其中包括三种观点：lsquo;替代论rsquo;、lsquo;对立论rsquo;、lsquo;衔接难论rsquo;。这三种观点在问题的认识上都存在片面性，有限元分析应用于强度校核等方面的工作还未成熟，尚处于探索阶段，因此对有限元模拟结果既不能迷信又不能全盘否定。应不断的摸索积累经验，在设计中逐渐用好有限元方法。
有限元分析中，涉及到的量纲有质量、长度、时间、力、应力、能量等，其中使用的输入量的量纲必须协调。
一个完整的有限元分析软件包括前置处理、解算器、后置处理三部分。其中在前、后置处理中的一些操作（如=BC5B，5DEB）中都有对应的Tolerance设置。这些设置直接影响着几何模型的精度，而有限元模型是依据几何模型的数据转化生成的。这些设置对有限元分析结果有一定影响，Tolerance设置应根据几何模型的长度量纲和模型的大小而定。解算器中求解收敛精度的设置也很重要。它不但影响求解精度，而且影响计算成本。它的合理设置是有限元分析中的一项重要工作。
理论上讲，只要满足量纲间的协调关系，量纲可以随意选择。但实际上量纲的选择对精
度有影响。量纲选择不合理，将会造成几何模型的数据和其它参数过小或过大。由于计算过程中数据精度的限制，计算中存在舍入误差。当几何模型的数据和其它参数过小或过大时，舍入误差可能在数量级上接近几何模型的数据，造成不可忽视的误差。另外，量纲的选择和建模中操作的容差选择必须协调考虑，否则会出现和容差设置的影响中同样的情况，造成有限元模型的误差。因此有限元分析建模时应注意量纲的合理选择。
有限元分析的前置处理包括几何建模、材料定义、单元定义、网格划分。网格划分是将几何模型按定义的单元形状离散化。单元的定义包括几何形状和形函数，形函数即为插值函数，它决定了单元内的物理量与节点处对应的物理量的关系。在等参元中几何形函数矩阵中的插值阶次等于位移形函数矩阵的插值阶次，当形函数为线性时，单元内位移为线性分布，而应变为常量；形函数为二次时，单元内应变为线性分布。可见单元的选择对有限元结果有直接影响。形函数的阶次越高对有限元结果越有利。但形函数阶次的增加要求成倍增加单元节点数，同时会使计算成本成倍提高。因此应该平衡计算精度和计算成本，根据分析的对象特点，合理选择单元。
有限元结果受网格密度的影响较大。有限元建模时可使用不同的划分方法，如映射法、自由划分法、拉伸法、手工分割法等。在同一分析对象中，根据可能的应力应变情况，不同的区域应取不同的网格密度。对几何上有凹角、台阶、孔洞等突变的区域、有多种材料连接的区域和边界条件比较复杂的区域，由于存在应力集中、变形复杂等原因需要较高的分析和计算精度，因此这些区域网格密度应适当加密。另外相邻两个单元的应变梯度不宜太大，特别是对于一次形函数的单元，在单元内其应变为常量，相邻两个单元的应变梯度过大会造成结果精度下降。对于塑形成形中相邻两个单元的应变梯度一般小于5%，而在机械设计中应酌情考虑。
