有限元分析是工程领域常用的数值分析方法，要得到可靠的模拟结果，正确使用有限元分析软件至关重要
一、有限元分析的正确使用前提
再优秀的有限元分析软件，若使用不当，也无法得到令人满意的模拟结果。不能拿到问题就不假思索地直接进行建立几何模型、划分网格、输入材料特性、定义边界条件和载荷等操作，然后看到分析收敛就认为万事大吉。虽然软件能输出丰富的云纹图和数据，但结果的正确性取决于建模方法和输入参数，而非软件本身。
二、以开车为例的类比说明
若开车去某地，直接钻进驾驶室操作，几小时后肯定会到达某个地点，但这是否是目的地，取决于驾驶过程，而非车辆品牌（如奔驰、宝马）。出发前要缜密思考和规划，比如目的地方向、距离、路线、险阻、中转地点、到达时间、汽车性能等；行进中要校准方位；到达终点要检查是否是预期目的地。有限元分析过程与之类似。
三、CAE 工程师的工作步骤
（一）明确分析目的
首先要明确关心的是零件或结构的强度（应力、疲劳寿命）、刚度（位移和载荷的关系）、温度场还是重量最小化等。分析目的不同，建模方法也不同。比如只关心刚度，无需划分过细网格；关心强度，则需在应力集中的危险部位（如圆角处）细化网格。同时要注意，有限元软件并非万能，不能完美模拟所有问题，比如部件生产中的缺陷（材料杂质、铸造气孔、锻造裂纹等）一般不会在常规有限元分析中考虑，但这些缺陷会导致部件提前破坏。
（二）选取适当的分析类型
常用分析类型有静力分析、动态分析、准静态分析等。分析对象虽常处于运动状态（如汽车、机床等部件），但并非运动部件就一定要用动态分析。静力分析建模过程更简单、不确定性因素更少、结果更可靠，应作为首选。用静力分析模拟运动对象，如同用相机抓拍运动对象受力最大的瞬间。
必须采用动态分析的情况包括：模拟构件的振动特性或高速冲击碰撞过程；接触问题过于复杂，静力分析无法收敛或计算时间过长等。动态分析需考虑阻尼、加载速度、动能和内能比例等复杂因素，准静态分析往往需要进行适当的质量缩放。若没有足够的建模经验和试验测试结果验证，不要轻率选择这两种分析类型。
（三）选取适当的建模对象
工程实际中的分析对象（如汽车、机械、医疗器械）多为大量零部件组成的复杂系统，建模时不可能也没必要包含所有部件，可遵循以下原则：
仅选取所关心的部件，必要时适当增加相邻部件，去掉远离关心部位的部件。例如计算起重机起重臂强度，无需模拟整个起重机车身。 去掉或简化对分析结果影响很小的部件或环境因素。例如整车碰撞模拟，只对重要车身结构件建模，其余部分简化为质量块或忽略；分析潜水艇水下性能时，由于潜水艇内空气压力远小于水下压力，空气的作用可忽略不计。 在模型中部件与模型外部件的交界处，应定义适当的边界条件或载荷。常见做法是在交界处和参考点之间建立耦合约束，然后将边界条件或载荷定义在参考点上。根据圣维南原理，截取整个模型的一部分时，可用外力系的合力替代截面处的力，对远离截面处的部位，这种替代的影响可忽略不计。
（四）建立合理的几何模型
借助先进的 CAD 软件可模拟产品外形和内部结构的微小细节，但对于有限元模型，很多几何细节并非必需，保留这些细节可能造成不必要的网格细化，大大增加计算时间。建立有限元模型时，一般不应保留所有几何细节，比如可去掉远离关键部位的小孔，用光滑圆孔代替螺纹孔，用尖角代替小圆角，用直线代替小的过渡圆弧等。
此外，细微几何特征处可能应力集中系数很大，甚至接近应力奇异状态，但不一定是危险部位。例如起重机吊臂使用过程中出现的浅划痕（模拟为深度 0.1mm 的半圆槽），划分细网格后会出现应力集中，但实践中吊臂不会因这些浅划痕破坏，因为应力大的区域仅局限在微小局部，不会影响整个结构强度；而深度 10mm 的半圆槽，其附近较大区域应力都很高，很可能是危险部位。这体现了解决实际工程问题的难点：既要依据力学理论，又不能死板套用力学理论。
再如铸件上凸出的编号，其与铸件平面的过渡圆角很小（如小于 0.2mm），在这些圆角部位划分细网格会得到很大应力，建模时可忽略这些凸起几何特征，将所在区域简化为平面。
实际分析时可遵循这样的原则：如果几何细节的尺寸远远小于构件的尺寸，就可以考虑忽略这些几何细节。即使保留，也不要在这些部位划分过细的网格。“远远小于” 大致可这样判断：令整个构件的外形轮廓充满屏幕，如果某个几何细节很难用肉眼分辨出来，就可认为是 “远远小于”。
