有限元法在称重传感器设计中的应用

 有限元法在称重传感器设计中的应用

本文阐述了有限元法在称重传感器灵敏度设计计算、滞后误差分析及灵敏

度温度补偿中的应用，并以称重传感器设计实例展现了有限元法的高效性和便捷性，希

望对国内称重传感器设计技术水平的提高有所帮助。

    有限元法的基本思想：将求解域分割成通过节点互连的有限个单元，给每一单元假

定一合适近似解，通过推导该域满足的条件（平衡方程，物理方程，几何方程，边界条

件等）获得该问题的解。

    随着计算机技术的发展，基于软件的有限元计算越来越简便，其应用已经渗透到设

计行业的各个领域。通过有限元的应用我们可以减少繁琐的力学计算，缩短设计周期，

降低研发成本，能为产品设计与性能评估提供可靠的理论依据。

    1  有限元计算的基本过程

    计算机技术的发展和广泛应用，给有限元法的发展带来了革命性的变化，有限元法

在研发中显示出其无与伦比的优越性，成为了企业在日益激烈的市场竞争中制胜的重要

工具。在层出不穷的有限元软件中，目前通用的分析软件有：ANSYS、I-DEAS、ABAQUS、

NASTRAN等。有限元分析工作通常包含三个阶段：

    1.1前处理阶段

    1)建立求解域的物理模型并简化；

    2)将求解域离散成通过节点互连的有限个单元，获得单元刚度矩阵，并组装成整

体结构刚度矩阵；

    3)将非节点载荷往节点移置组成载荷矩阵；

    4)得到整体刚度方程。

    1.2求解阶段

    将边界条件代入整体刚度方程，通过高斯消元等办法得到问题的解。

    1.3后处理阶段

    用图形显示或列表输出评价分析结果。