ICS 01.100.01 J 04
中华人民共和国国家标准
GB/T 31054—2014
机械产品计算机辅助工程有限元数值计算 术语
Computer aided engineering for mechanical productsFinite element
numerical calculationTerminology
2014-12-22 发布
2015-10-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 31054—2014
目 次
前言 范围
1
-般术语 2.1　基本概念 2.2前处理 2.3单元 2.4 后处理典型结构数值分析术语
2
..
3
3.1 结构静力学分析 3.2结构动力学分析 3.3结构热分析…· 3.4 结构耦合分析· 3.5 结构优化设计参考文献索引
1 0 10 11
1 2
13 GB/T 31054—2014
前言
本标准按照 GB/T 1.1一 -2009 给出的规则起草。 本标准由全国技术产品文件标准化技术委员会（SAC/TC 146)提出并归口。 本标准起草单位：中国电子科技集团公司第三十八研究所、中机生产力促进中心、合肥瑞齐信息科
技有限公司、北京科新纪元信息技术有限公司。
本标准主要起草人：张红旗、肖承翔、胡祥涛、陈帝江、张深广、李岱松、王云锋、高宏伟、杨东拜。
I GB/T 31054—2014
2.1.9
通用运动方程general kinematics equation 描述载荷、惯性、阻尼和位移响应相互关系的方程,见式(1):
Mi＋ Ci ＋ Ku= F(t)
(1)
式中: M 质量矩阵; c 阻尼矩阵;
刚度矩阵;
K F 载荷向量；
位移响应; 时间。
u t
2.1.10
结构静力学分析　structural statics analysis 在静态或可近似静态载荷作用下,忽略惯性和阻尼效应的结构响应分析。
2.1.11
结构动力学分析structural dynamics analysis 在时变载荷以及惯性和阻尼效应作用下,对结构动力学特性和响应的分析
2.1.12
结构热分析 structural thermal analysis 对结构温度场及其他热物理参数的分析。
2.1.13
结构耦合分析 structural coupling analysis 在两个或多个物理场耦合作用下的结构响应分析
2.1.14
优化设计optimal design 用于确定结构几何、物理和工艺等设计参数，以满足最优性能、可靠性、重量和成本等要求。
2.1.15
设计模型 ! design model 侧重于产品几何描述的结构设计模型
2.2前处理
2.2.1
简化模型 simplified model 对机械产品设计模型中局部几何特征进行简化处理后的模型。
2.2.2
理想模型 ideal model 对机械产品物理特征进行理想化处理后的模型，如变形可以忽略不计的柔性体可理想化处理为
刚体。 2.2.3
有限元模型 finite element model 以有限数量单元的组合逼近机械产品结构的模型,或更一般地物理系统结构的模型。
2 GB/T 31054—2014
2.2.4
有限元建模 finite element modeling 构建有限元模型的过程，包括几何模型处理、有限单元设置和划分等步骤。
2.2.5
分析模型 analysis model 在有限元模型基础上，施加了材料性能和边界条件的模型。
2.2.6
工况 working conditions 机械产品在一定环境条件下的典型工作状况
2.2.7
边界条件boundary conditions 在给定工况下,求解域边界上的几何、物理条件,如力、温度、速度和位移等
2.2.8
材料性能 material property 材料的力学、热学、电磁学等物理性能参数,如弹性模量、泊松比和密度等
2.2.9
单元属性 element attribute 单元的几何、物理特性,如单元类型、材料性能和几何形状等
2.2.10
自由度degrees of freedom 力学系统中,完全确定一个机械结构形位所需的独立坐标个数。
2.2.11
约束 constraint 减少系统自由度的各种限制条件。 ［GB/T 10853—2008,定义 3.3.13]
2.2.12
位移displacement 表征物体上一点相对于某参考系的位置变化的时间变量。 ［GB/T 2298—2010,定义 2.1]
2.2.13
节点位移 3 node displacement 节点相对于某参考系的位置变化的时间变量
2.2.14
载荷load 施加在物体或系统上的作用力系［GB/T 10853—2008,定义 5.2.58］
2.2.15
集中载荷 F concentrated load 作用面积远小于物体表面尺寸，可近似作用于一点的载荷。
2.2.16
线载荷line load 其作用点连续分布在给定线段上的载荷。
3 GB/T 31054—2014
2.2.17
面载荷　surface load 其作用点连续分布在给定表面上的载荷
2.2.18
体载荷 body load 其作用点连续分布在体积域或场域内的载荷，如重力。
2.2.19
内力 internal force 结构内部由于发生变形而产生的相互作用力。
2.2.20
惯性力　inertial force 质量被加速时产生的反作用力。 ［GB/T 2298—2010,定义 2.9]
2.2.21
载荷步 load step 人为设定的与真实时间无关的时间间隔。 注：载荷步一般用于离散时的变载荷,使其成为一系列静态载荷。
2.2.22
载荷子步 load substep 离散的载荷步时间节点，用于插值施加静态载荷。 注：载荷子步对求解效率和收敛性有明显影响。
2.2.23
收敛容限 convergence tolerance 判断收敛条件的阈值。
2.3单元 2.3.1
形函数 shape function 插值函数定义于单元内部的连续函数,描述单元内部任意点位移与节点位移插值关系，
2.3.2
单元阶次 element order 形函数的最高阶次。
2.3.3
等参单元 isoparameteric element 采用同阶次同参数插值函数描述几何形状和位移场的单元。
2.3.4
超参单元 super-parameteric element 几何形状插值函数阶次高于位移场插值函数阶次的单元。
2.3.5
次参单元 sub-parameteric element 几何形状插值函数阶次低于位移场插值函数阶次的单元。
4 GB/T 31054—2014
2.3.6
一维单元 one dimensional element 表现形式为线段的单元。
2.3.7
二维单元 two dimensional element 表现形式为面片的单元，如矩形单元、三角形单元等。
2.3.8
三维单元 three dimensional element 表现形式为实体的单元，如四面体单元、六面体单元等。
2.3.9
接触单元 contact element 结构相互接触约束作用的单元。
2.3.10
弹簧单元 spring element 结构之间具有弹簧约束作用的单元。
2.3.11
质量单元 mass element 只具备质量属性的单元。
2.3.12
实常数 real constant 具有统一特征的几何或物理常数，用于补充描述单元属性。
2.4后处理
2.4.1
应力stress 结构某点受到的单位面积内力。
2.4.2
正应力normal stress 垂直于给定平面的应力分量。 ［GB/T 10623—2008,定义 2.13.2]
2.4.3
剪应力　shear stress 平行于给定表面的应力分量。
2.4.4
单元应力element stress 单元某点受到的单位面积内力。
2.4.5
节点应力 node stress 节点受到的单位面积内力。 注：在有限单元法中，单元应力由单元各节点位移决定，节点应力由相关联单元应力共同决定
2.4.6
主应力 principal stress 类应力矢量，在以该应力矢量为法向的微面积元上，剪应力为0。
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