有限元分析是一种数值分析方法，仿真。 仿真顾名思义，就是通过计算机模仿实际情况，进而提前掌握需要分析的情况，指导实际的工程APP应用。 更简单地说，设计者不能准确地知道设备或某个部件在实际情况下是如何工作的。 那么，在计算机上“制造”设备可能的情况，将设备或部件放在该模拟的情况下，可以看到设备或部件是如何变化的； 和设计师预想的一样吗？ 是否满足设计要求？ 可以进一步优化设计吗？ 而且，当该计算机的“制造”状况可以任意调整，或者不能通过实验方法验证时，就会表现出仿真的优势。
那么，有限元分析的基本思路是什么呢？ 根据以上介绍，主要有三个内容。 我简称有限元三段法“一建二析三计算”。 一、建立模型，建立分析具体物体的计算机模型； 二、分析工作情况，列出一切实际可能的工作情况，根据最坏的工作情况计算安全系数； 三、计算将所得案例计算结果引入计算模型，作为边界条件对模型进行计算分析，得出结论。
详细说明“三段法”。
建立模型。 建立模型时，从机械设计的角度来说，它是具体零件、杆件或组件的模型。 目前的有限元分析软件均以三维为基础，机械设计也； 现在的机械设计不像以前那样是二维图纸。 现在的设计都是三维设计，人们可以清楚地看到设备或部件1:1的实际情况。 如下图所示，是链式升降机的三维模型，可以清晰地看到设备的细节。
当然，最简单的做法是将你手头现有的模型直接用于计算。 但是，有些模型可以直接计算，有些则不能，需要根据具体条件进行分析。 那么，我试着用这台链式升降机的零件之一进行分析。
下图为安装在链条提升机上的链轮轴(蓝色部件)，该轴为无动力轴。
如你所见，这个轴是圆的轴。 根据机械常识，如果不考虑物体的变形，圆柱和另一个物体接触接触的位置是点或线。 但实际上我们的零件一接触就会变形。 圆柱面和与圆柱面接触面都在力的作用下变形。 那样的话，实际接触会很麻烦。 这也是建模的注意事项之一。 如果按照施加边界条件时施加的理论选择点或直线，则得不到适当的结果。 就应力计算而言，应力等于应力除以面积。 如果直线的面积在计算机中为0，则应力无限大。 这个应力无限大的点称为应力奇点。 应力奇点的数值没有参考价值，所以计算时不会出现应力奇点。 那万一出现应力奇点呢？ 请不要太担心那个。 有些研究表明，它是应力的奇点，不影响整体计算。 你可以无视。 如果应力奇点太多或位于几个重要部分，表明模型处理不够，需要进一步处理以减少应力奇点。
上图所示的轴模型该怎么办？ 分析一下吧。 首先，看看这个轴上有没有容易引起应力奇点的地方。 例如，轴的轴肩部的位置是否平滑地移动。 如果不光滑，就需要像倒圆角一样光滑地过渡。 接下来受力的位置需要单独处理吗？ 我们知道模型上圆柱体的外表面是整个圆柱面，但实际受力的面是一个小平面。 我该怎么办？ 很简单。 根据实际受力位置、本例中链轮的位置、实际链轮的位置，裁剪出小平面作为受力面即可。
此接触面的长度可以是轴承或链轮的长度，但宽度取决于轴的直径大小。 这里30mm的轴我采用的宽度是2mm，占直径的比例大约在5%~10%之间。
现在基本上创建了模型，并提供了物理属性，如材质。
分析案例。 分析案例发现，在本例中，该轴的工作是一种力所能及的情况。 由上图可知，该轴受到链条的张紧力，抬起的重物被链条按压而最终传递到轴的重力、轴的自重、轴两端的轴承的支承力等静载荷链的张紧力变化引起的不平衡动载荷、载置重物时的不平衡动载荷可见，作用在这根轴上的力还很复杂。 那么，是否需要模拟所有载荷？ 答案一定是否定的，没有那个必要。 因为我的前提是辅助设计，不是学术研究，主要以工程实用化为主，实际运转
换中，我们优先计算静载荷，动载荷不大或者说动载荷波动比较稳定，就转化成静载荷考虑。为什么不计算动载荷和冲击载荷呢？因为计算量太大，而且建模比较繁琐，在这些设备的使用中静应力和刚度满足要求都能满足寿命要求。
对应静载荷的工况，添加边界条件就简单的多了：如果是固定支撑就给与固定约束，如果是简支支撑就给与简支支撑；是受力就在力的作用位置按实际受力方向，给定力的大小，如果是受到扭矩，就给与扭矩的大小位置和方向。
计算。计算就是在准备好模型和边界条件以后，对这个分析模型导入到计算软件中进行计算。软件有很多种，很多三维设计软件是自带仿真软件的，比如sw的simulation模块，但是毕竟这个不是sw的主业，所以simulation模块并不是很强大，所以稍微有点难度的分析还是要用专业的软件来做，比如ANSYS的workbench平台。软件的使用后面会慢慢介绍，本质就是将实际零件和工况转化为数学模型和边界条件，进行计算分析。