有限元分析是工程领域中常用的数值分析方法，用于解决结构力学问题。工程师通常使用计算机软件（CAE软件）来实现有限元分析。有限元分析软件提供了建模、网格划分、边界条件设置、求解和后处理等功能，使工程师能够进行复杂结构的有限元分析。
在进行有限元分析时，工程师首先需要进行结构的建模。这包括将实际结构抽象为有限元模型，确定结构的几何形状、材料性质和边界条件。接下来，工程师需要对结构进行网格划分，将结构分割成许多小的有限元单元，以便进行数值计算。
每个有限元单元都有其自身的刚度矩阵，描述了单元内部的应力-应变关系。工程师需要将单元的刚度矩阵组装成整个结构的刚度矩阵，考虑单元之间的连接关系和边界条件。这一步是有限元分析的关键之一，直接影响到最终结果的准确性。
在有限元分析软件中设置好边界条件（如位移固定、载荷施加、约束条件等）后，工程师可以进行求解。有限元方法通常使用数值方法来求解结构的平衡方程，如有限差分法、有限元法、边界元法等。
完成求解后，工程师需要进行后处理，对有限元分析得到的结果进行分析和提取。这包括位移、应力、应变、振动模态等信息的后处理，以便评估结构的性能和安全性，并进行设计优化
Abaqus、Optistruct、ANSYS、Nastran等都是市面上常见的有限元分析软件。下面一起来了解一下这些有限元分析软件。
Abaqus
Abaqus是达索系统公司（Dassault Systèmes）旗下的子公司SIMULIA开发的有限元分析软件，被广泛应用于航空航天、汽车、能源、生命科学等领域。ABAQUS软件提供了包括结构、线性与非线性分析、多物理场耦合等在内的多种分析功能。
Optistruct
Optistruct软件是由Altair公司开发的有限元分析软件。它是一款专业的结构优化软件，广泛应用于汽车、航空航天、船舶、机械等领域。Optistruct软件提供了强大的拓扑优化、尺寸优化、形状优化等功能，可以帮助工程师和设计师在设计阶段就能够实现结构的轻量化和性能优化。
ANSYS
ANSYS是ANSYS公司开发的有限元分析软件，被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、电子、医疗器械等领域。ANSYS旗下的软件产品包括ANSYS Mechanical、ANSYS Fluent、ANSYS HFSS等，涵盖了有限元分析、结构力学、流体力学、电磁场等多个领域。
Nastran
MSC Nastran是美国MSC软件公司开发的有限元分析软件，MSC Nastran软件具有强大的线性和非线性分析能力，能够满足不同领域的工程分析需求。
在实际工程项目中，工程师通常会根据具体的分析需求和预算选择合适的有限元分析软件，然后使用这些软件进行结构的建模、网格划分、加载和边界条件设置、求解和后处理，最终得到结构的应力、位移、应变等信息，用于评估结构的性能和安全性。有限元分析在工程实践中发挥着重要的作用，帮助工程师设计出更加安全可靠的结构。
