有限單元法在50年代起源于航空工程飛機(jī)結(jié)構(gòu)的矩陣分析,結(jié)構(gòu)矩陣分析認(rèn)為,一個(gè)結(jié)構(gòu)可以看作是由有限個(gè)力學(xué)小單元相互連接而成的集合體,表征單元力學(xué)特性的剛度矩陣可比喻作建筑中的磚瓦。裝配在一起就能提供整個(gè)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。
應(yīng)用有限元法求解連續(xù)體時(shí),把求解區(qū)域分為有限個(gè)單元,并在每個(gè)單元上指定有限個(gè)節(jié)點(diǎn)。一般可以認(rèn)為相鄰單元在節(jié)點(diǎn)連接成一組單元的集合體,用以模擬或逼近求解區(qū)域進(jìn)行分析,同時(shí)選定場(chǎng)函數(shù)的節(jié)點(diǎn)值。例如取節(jié)點(diǎn)位移作為基本未知量。假設(shè)一個(gè)插值函數(shù)近似地表示位移分布規(guī)律。再利用變分原理或其它方法建立單元節(jié)點(diǎn)力和位移之間的力學(xué)特性關(guān)系。得到一組以節(jié)點(diǎn)位移為未知量的代數(shù)方程組。從而求解節(jié)點(diǎn)位移分量。