耦合场分析方法优化方案

耦合场分析是指在有限元分析的过程中考虑了两种或者多种工程学科（物理场）的交叉作用和相互影响（耦合）。例如，压电分析考虑了应力场和电场的相互作用，它主要解决由于所施加的位移载荷引起的电压分布问题，反之亦然。

耦合场分析有两种不同的方法：顺序耦合方法和直接耦合方法。顺序耦合方法是按照求解问题的实际物理过程进行相关物理场分析。一次分析完一个物理场后，再分析另外一个物理场，前一个物理场对后一个物理场的作用或影响，是通过前一个物理场的分析结果中取出影响下一个物理场的外力或边界条件，将之放入下一个物理场分析中，如此一个接着一个地依序进行分析。直接耦合方法是利用包含所有必须自由度的耦合单元，通过一次求解就能得出耦合场分析结果。对于不存在高度非线性相互作用的情形，顺序耦合方法更为有效和方便，因为可以独立地进行两种场的分析。(www.xing528.com)

电场作用下的热致动器的驱动原理是当电流通过热致动器后，根据焦耳定律将电流转换为焦耳热，它使得热致动器内部温度升高，从而在热致动器内部产生热应力，最后在热应力的作用下热致动器产生动作。因此，有限元分析涉及到电场、热场和弹性场3个物理场的交换作用。本书采用顺序耦合方法求解这一物理过程，首先进行电场的有限元分析，计算焦耳热的分布；其次将焦耳热作为“体力”载荷施加给热场，热场的有限元分析则得到焦耳热作用下的温度分布；最后将热分析得到的节点温度作为“体力”载荷施加给弹性场。