为了确认三维设计的最佳方案并进行验证，有限元分析是必须的。那么，什么是有限元分析呢？
有限元分析是工程师解决工程问题的一种工具。它采用简单问题替代复杂问题求解。它将求解域分解为由许多小的互连子域组成的有限元，并为每个单元假设一个合适的、较简单的近似解。然后将这些近似解推导在满足条件（如结构平衡条件）的前提下，得出问题的解。因为实际问题用简单问题代替，在解决中得到的解只是近似解而不是准确解。
由于大多数实际问题很难得到准确解，而有限元分析既可提供高精度计算，也适用于各种复杂形状，因此成为了一种有效的工程分析手段。
有限元分析可以快速、经济地探索各种原型选项和设计，成为提高产品性能、降低成本和缩短项目交付周期的一个重要工具。如果你制作并测试一个原型，可能会发现在50%负载下该原型会突然断裂。
之后你可以制作另一个原型，把容易失败的部分加厚，并重新进行测试。然后，你可能发现原型在不同地方在75%负载下出现故障。重复进行设计和测试循环，直到原型在100%负载下没有任何故障或损坏为止。
有限元分析的优势是什么
有限元分析的一个优点就在于您可以在制作原型之前，通过计算机辅助设计模型找到任何部位的应力，因此可以预测哪些地方最可能出现故障，并且哪些地方在承受更高负载时可能出现第二、第三故障。正确地运用有限元分析可以在仿真模型而不是实际原型上有效执行设计迭代。
有限元分析的另一大优势在于，它可以揭示你在构建和测试过程中无法察觉到的信息。举个例子，当你对灰铸铁铸件施加过大负荷时，其变形可能在其突然开裂或断裂之前并不明显。而如今，如果你希望在某个方向上增加其硬度，通过试验台架很难测量到如此微小的挠度。然而，有限元分析可以清晰地显示挠度情况，这有助于您理解负荷传递路径，并以最高效的方式加强结构。
有限元分析的基本步骤
有限元分析的基本步骤通常为：
第一步。预处理，根据实际问题定义求解模型，包括以下几个方面：
1.定义问题的几何区域：根据实际问题近似确定求解域的物理性质和几何区域；
2.定义单元类型；
3.定义单元的材料属性；
4.定义单元的几何属性，如长度、面积等；
5.定义单元的连通性；
6.定义单元的基函数；
7.定义边界条件；
8.定义载荷。
第二步。求解计算是将单元拼装成一个整体离散域的总矩阵方程（联立方程组）。这个过程是在相邻单元节点之间进行的。状态变量及其导数（如果有的话）也需要保持连续性。
第三步。后处理。对计算结果根据相关准则进行分析和评估。通过后处理，用户可以方便地提取信息，了解计算结果。
总而言之，从宏观来讲，有限元分析大致上可以归纳为三个阶段，分别是预处理、计算求解和后处理。预处理是建立有限元模型，完成单元网格划分，这是有限元分析的基础前提；后处理则是采集处理分析结果，使用户能简便提取信息，了解计算结果。
