我们知道，有限元数值方法是模拟各种情况的非常强大的工具。挑战现实世界的机械问题。然而，成功找到“一个”解并不能保证数值准确性。让我们看一下这个非常简单的悬臂梁问题。

工程师通常有兴趣计算结构中产生的应力以评估设计。然而，在某些情况下会产生人为的高应力，因此这是一个巨大的挑战。了解人为产生高应力的情况并解决它们是本课的重点。我们将讨论点载荷和约束、凹角、尖角接触和过度约束等情况。该课程将包括一个简短的讲座，然后是使用 Ansys Mechanical 的演练示例。

为了在应力分析中正确使用有限元结果，必须能够识别并解决可能产生人为高应力的情况。在许多情况下，随着网格的细化，这些人为的高应力会无限制地增长。这可能会导致人们对应该报告的结果感到困惑。了解如何应对人为的高压力将是本视频的学习成果。

几何体可以与各种形状和顺序的元素进行网格划分。六面体（Hexahedral ）和四面体（ Tetrahedral ）单元是最广泛使用的单元类型。在本讲座中，我们将讨论 Ansys Mechanical 中 3D 元素阶（Order）和拓扑的重要性。在对装配体进行网格划分时，我们可能会注意到某些零件是与六面体单元进行网格划分的，而其他部分则采用四面体单元进行网格划分。结果有差异吗？是否推荐一种类型而不是另一种？事实上，我们也可能听别人说，在有限元分析中，六面体单元优于四面体单元。这总是正确的吗？

在本讲座中，我们将回答所有这些问题并阐明不同单元类型在线性结构分析中的使用。让我们首先关注如何在 Mechanical 中为 3D 实体生成网格。在实体上生成网格时，根据几何形状的复杂程度，网格可以由一个或多个元素形状组成。例如，简单的块状几何形状是可扫掠的（sweepable）。可扫掠体是具有两个相对的、拓扑相似的面的物体。在这种情况下，一个面使用四边形划分网格，该 2D 网格本质上被挤压到另一侧以创建六面体网格。显然，为可扫掠体生成高质量的六面体单元很容易。因此，Mechanical 默认情况下会检测此类可扫描实体并生成六面体网格。

为有限元网格指定适当的元素大小对于在合理的时间内获得准确的结果至关重要。如果网格设置比较粗，应力梯度太大而网格无法正确捕获，则会给出不准确的结果。如果网格尺寸太小，则会增加不必要的计算成本和求解时间。Ansys Mechanical 拥有各种工具来指定单元尺寸，以实现独立于网格的解决方案的典型最终目标：模拟结果不会随着网格密度的进一步增加而改变。在本讲座中，我们将说明单元尺寸对导出结果量（例如应力和应变）的影响。我们将介绍几种可用的网格尺寸选项。虽然在求解之前可能不知道正确的单元尺寸，但可以通过后处理设置（例如结果平均和节点差异）来检查指定单元尺寸的适当性。我们将进行简短的讲座，然后进入 Ansys Mechanical 来说明机械零件的概念。