CAE 基础培训ppt课件

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CAE基础知识介绍.ppt

弹性力学中关于材料性质的假定
(1) 物体是连续的，亦即物体整个体积内部被组成这种物体
的介质填满，不留任何空隙。这样，物体内的一些物理量，如应力、应变、位移等等才可以用座标的连续函数来表示。
(2) 物体是完全弹性的，亦即当使物体产生变形的外力被除
去以后，物体能够完全恢复原形，而不留任何残余变形。这样，当温度不变时，物体在任一瞬时的形状完全决定于它在这一瞬时所受的外力，与它过去的受力情况无关。
弹性力学 — 区别与联系 — 材料力学
1、研究的内容：基本上没有什么区别。
弹性力学也是研究弹性体在外力作用下的平衡和运动，以及由此产生的应力和变形。
2、研究的对象：有相同也有区别。
材料力学基本上只研究杆、梁、柱、轴等杆状构件，即长度远大于宽度和厚度的构件。弹性力学虽然也研究杆状构件，但还研究材料力学无法研究的板与壳及其它实体结构，即两个尺寸远大于第三个尺寸，或三个尺寸相当的构件。
的面上同时也沿着X轴方向作用的。
剪应力
加上两个角码，前一个角码表明作用面垂直于哪一个坐标轴，后一个角码表明作用方向沿着哪一个
坐标轴。例如，剪应力 xy 是作用在垂直于X轴的
面上而沿着y轴方向作用的。
1-2 应力的概念
应力的正负
如果某一个面上的外法线是沿着坐标轴的正方向，这个面上的应力就以沿坐标轴正方向为正，沿坐标轴负方向为负。

CAE培训课件七(参数分析实例)

参数化建模

•目标:

–应用草图和拉伸创建3D 模型

–添加旋转特征来表示滑轮凹槽.

–利用构筑草图创建一个螺栓孔洞模式.

–使模型参数化，以便滑轮尺寸自动更新螺栓

孔洞.

1. 开始一个新的工程，通过点击DesignModeler

图标进入DM。

2. 设定Length unit为millimeters.

3. 在xy平面创建外圆草图:

•选择XYPlane，单击“New Sketch”，在XY plane创建Sketch1

•选择Draw，单击Circle

•选择原点为圆心，选择任意长度作为圆的直径

•点击屏幕确定圆的半径. 实际尺寸并不重要，下一步将确定其尺寸。

•点击“D1”附近的text box value. 文本输入区将发亮，输入“60”作为D1的值，将重新定义直径为60 毫米

4. 拉伸圆创建圆柱

•选择3D 特征工具栏的Extrude图标

•选择细节面板中的“FD1, Depth (>0)”附近的文本输入区. 输入值“10”对草图沿z轴正向拉伸10 毫米.

5. 选择Toolbar的Generate图标生成圆柱体

6. 为螺栓模式创建构筑草图:

•选择XYPlane，单击“New Sketch”，在XY plane创建Sketch2

•选择Draw，单击Polygon 设置n=5，

•将光标移动到坐标原点，定义多边形的中心

•将光标移动到正Y 轴，点击鼠标左键定义五边形顶部

7. 对五边形指定尺寸

•选择Dimension ，单击V ertical

•对下图所示的多边形指定尺寸.

•选择“V2”附近的文本输入区并输入20 mm.

CAE培训-01

AUTOFORM软件使用手册
6-4 Technical Institute Dept
AUTOFORM软件使用手册在THINNING结果显示中，负值为减薄，正值为增厚，如图6-5，一般认为厚度增加50%时将会发生叠料。
6-5 3、Major strain（主应变）薄板成形分析时，等效为平面应力状态，即认为厚度方向应力为0，主要的对数应变（真实应变)中比较大的称为major strain（主应变),major strain一般为正值，表示受拉状态，外板件产品部分一般要求major strain大于0.03。
板料定位，点input用右键选取定位点，或import导入定位点
图十 Technical Institute Dept
AUTOFORM软件使用手册 closing—模拟凹模与压边圈的压合过程，成形方式选择closing方式，die设为v=1， punch和binder设为stationary，duration选择during time方式，time值为工具die 与binder之间的距离
六、后处理结果查看及评价
在计算的过程中，点击REOPEN（ctrl+ shift+o)就可以查看分析结果，按ctrl+v 或选择菜单results—result variables将弹出如图6-1所示界面，可以选择不同的分析结果显示，也可以直接点击右侧工具栏相应结果显示图标来查看不同分析结果，如图6-2

CAE基础培训(最全)

பைடு நூலகம்
CAE角色及总结
CAE角色及总结
指引方向
化验分析
识别问题
开具处方
Q&A
Thank you very much!
2.可以对多种类型的工程和产品的物理、力学性能进行分析、模拟和预测、评价和优化，以实现产品技术创新的软件，称之为通用CAE软件。如abaqus、 ansys、i-deas、LS-dyna、Nastran。
Hypermesh介绍
Hypermesh软件是美国Altair公司的产品，是世界领先的、功能强大的CAE应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面。 Hypermesh最著名的特点是它所具有的强大的有限元网格划分前处理功能.
核心思想：
CAE系统的核心思想是结构的离散化，即将实际结构离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。
功能作用：
1.增加设计功能，借助计算机分析计算，确保产品设计的合理性，减少设计成本；
应用领域：电子、造船、建筑、航空、航天、机械、汽车等领域
CAE软件的分类:

CAE培训课件三

C A E培训课件三(总31页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

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一、材料力学的基础知识

工程结构或机械的各组成部分，如建筑物的梁和柱、机床的轴，统称为构件。当工程结构或机械工作时，构件将受到载荷的作用，为保证工程结构或机械的正常工作，构件应有足够的能力负担起应当承受的载荷。因此，它应当满足以下的要求：

1）强度的要求在规定载荷作用下构件当然不应破坏。例如，冲床的曲轴不可折断，储气罐不应爆破。强度要求就是指构件应有足够的抵抗破坏的能力。

2）刚度要求在载荷作用下，构年即使有足够的强度，但若变形过大仍不能正常工作，例如，若齿轮轴变形过大，将造成齿轮和轴承不均匀磨损，引起噪音。机床主轴变形过大，将影响加工精度。刚度要求就是指构件应有足够的抵抗变形的能力。

3）稳定性要求有些受压力作用的细长杆，如千斤顶的螺杆、内燃机的挺杆等，应始终维持原有的直线平衡形态，保证不被压弯。稳定性要求就是指构件应有足够的保持原有平衡形态的能力。

若构件的横截面尺寸不足或形状不合理，或材料选用不当，将不能满足上述要求，从而不能保证工程结构和机械的安全工作。相反，也不应不恰当地加大横截面尺寸或选用优质材料，这虽满足了上述要求，却多使用了材料和增加了成本，造成浪费。

材料力学的任务就是保证在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。

1. 1基本概念

载荷（load）

也称为力、外力、负荷等，可以分成如下所示的各种类型:

CAE知识讲座

Representation of the model
Representation of the model zoomed in
Contour plot of the Electric Potential
Magnetic field around a coil with one winding
Stents with shape memory alloys
Gear teeth failure movie
Theory
Electrical:
K (T )V I
E
Thermal:
K T (T )T Q Q E Q I Q F C (T )T
T
Mechanical:
形函数
假设位移函数： u(x,y)= а1+ а2x+ а3y=
Um
y
Vm Vi Ui p(x,y) (xm,ym) Vj (xi,yi)
k i , j ,m
N u
N v
k k
v(x,y)= а4+ а5x+ а6y=
1 x i yi
а1
k i , j ,m
k k
Hale Waihona Puke Baidu
ui
(xj,yj) x
Uj
有限元分析步骤
有限元分析步骤

CAE基础第1部

应用篇 CAE 的应用 这部份是对有关的 CAE 进一步深入学习作为目的而作的。对于理解不了的地方，跳过去不读也行。在进一步积累经验的基础上，再来挑战阅读这部份的应用编时，就会觉得有许多确实对自己的业务是很有用的内容，从而提起了兴趣。 “1.结构模型和单元选择”，是对有关有限元分析的模型化处理进行整理和补充。 “2.材料力学和有限元法”，包含了入门编第 2 部分的补充部份的内容，也稍微论述了关于材料力学和有限元法之间的关系。 “3.较专门的分析”，叙述了有关入门编第 2 部没有说到的各种分析。 1. 单元选择的方针 在第 2 部分中所举的铁塔和电车的例子中已经说明了什么样的情况使用什么样的单元好。根据实际 CAE 分析程序手册，有许多种类的单元，最初也许不能判断使用哪个为好。但是不知道全部单元的使用方法就不能使用 CAE，也不是这回事。如果使用作为基本单元的梁单元、板单元，实体单元这三种单元的话，大部份场合就能应付了。 以下，给合入门编第 2 部分的内容，简要将单元选择的标准列于下表中：

＜单元以及所适用结构的关连图＞ △和▲是入门编的第 2 部分 1.根据 CAE 的分析目的和各种结构模型的〖视点变更〗模型化考虑的方法这一部分。 △求缺口处，板厚变化处等细节部分的应力场合以及评价应力集中场合的模型化处理。 ▲：没有必要详细求解应力的部分用近似分析模型来简化的场合。节约自由度场合。 绝大多数结构能够用梁单元、板单元、实体单元分析。 2. 梁单元和框架结构

CAE基础讲解

CAE的目的是尽可能的提高成型裕度，可以使尽可能多的参数波动在可控的范围内，对于不可控的参数波动应预先准备整改方
案
返回
正常成型结果参数波动成型结果不可控参数波动结果
12
CAE基础
车身制件根据成型分类
13
CAE基础
• 外板: Eg.机盖外板
根据车身位置分类
• 内板: Eg.机盖内板
14
一般零件
返回
左右对称零件
23
特殊形状零件
CAE基础
• 冲压方向
冲压CAE要素-冲压方向
1.无负角
2.拉延深度均匀，尽量减小制品前后凸面高度之差。否则影响成型的稳定性
3.尽量避免侧向力
4.保证凸模与坯料良好的接触状态
5.尽量通过调整后序冲压方向简化工序内容及降低模具成本
问题点2
好
a.增大接触面积
1.使凸模均匀触料，当零件本身形状复杂时，可以适当抬高工艺补充，让工艺补充均匀触料，防止起皱。
2.使制件变形均匀，弥补了制件轮廓和高度上的不平衡，保证拉延分模线光顺和拉延高度均匀。
3.简化压料面形状。 4.在保证成型的前提下，尽量减小工艺补充尺寸，提高材料利用率 5.需要考虑补充型面对于后序修边及翻整序的影响。 6.当制件中间材料成型时超过成型极限，应增加预冲孔或工艺切口，即破裂刀 7.左右件合模成型时中间距离一般留8-10mm,大零件可以适当增加到15-20mm

模具CAE的应用基础培训课件(共64张PPT)

经翘曲分析后，外壳的翘曲变形明显改善，由原来的最大翘曲量0.71mm，减小到0.23mm。
培训专用
4.8 覆盖件分析
培训专用
覆盖件的展开计算
培训专用
覆盖件分析广泛应用于
汽车工业
汽车的外壳，各种零部件。
日用品工业
茶杯、热水器、水池等。电子工业
各种支架及插件。
培训专用
覆盖件锻压加工常见问题：
场、速度场、温度场、应力场等的瞬态图及动画显示。模具设计人员根据这些图表和数据，判断模具设计是否合理，并进行修改。
培训专用
4.4 注塑成型分析的一般流程
材料库
选择材料材料文件
塑件库编辑模型网格文件
工艺库选择工艺工艺文件
分析
流动分析流动分析
冷却分析结果
冷却分析
培训专用
翘曲分析翘曲分析
18.14
86.54
5.14
培训专用
塑件产生翘曲的因素
塑件本身的结构和形状导致产品易变形；
模具结构的设计导致的变形；
注塑工艺的设计与控制导致的变形。
培训专用
外壳注塑时的温度分布
培训专用
外壳模具的冷却水道布局
培训专用
塑件翘曲分析
培训专用
改进后分析
由于外壳的结构由其功能设计已定，因此只有进一步改进模具上的冷却系统。根据上述分析，减少上外表冷却水道的数量，而增加下外表冷却水道的数量，并将愿来位于圆弧凹槽处的冷却水道移离，冷却管与型腔的距离调整为12mm，比上外表15mm减少3mm，以增加下外表的冷却作用。

CAE基础知识讲座

切记：软件没有思想，只有你让它如何计算，它才会如何计算如果计算中遇到问题，自查原因（人为原因；软件原因）
AUTOFORM
针对目标，不需要有太多的有限元基础知识但原理必须清楚，便于高级应用求助于HELP
基本原理：拉延筋的系数代表什么？ stiffness 是什么？
PAM-STAMP
上手简单，选项相对较多，但也较容易掌握主要应用于中后期成型精确分析和现场反馈调试
CAE基础知识讲座
2010-03-09
CAE用来做什么
车身钣金件前期产品开发设计实型加工依据制作应用于现场模具调试
CAE目前的应用软件 Autoform PAM-STAMP
Dynaform
百度文库
CAE辅助软件
DYNAVISTA
PANELSHOP
THINK DESIGN
FASTAMP
软件操作示例
DYNAFORM
Dynaform：前处理后处理求解器:lsdyna971
材料是计算之源绝不可忽视
材料参数细微的变化，可能会导致计算结果相差非常巨大在计算之前确认好材料参数非常重要
目前可应用的展开修边线的软件很多，大家自己择优选择
Autoform4.12反算，一步法展开 PAM-STAMP inverse模块一步法 UG 几何展开 Think design dynavista 几何展开 FSTAMP 一步法展开

CAE基础培训PPT课件

按住Shift，依次拾取2个以上的边
Ignore Entities忽略特征
可编辑修20改19/9/10
L2.25
Mesh Controls
体网格控制
可编辑修20改19/9/10
L2.26
三维模型单元形状： Hex
仅包含六面体单元
Hex-dominated
六面体单元为主，楔形单元为辅
Tet
仅包含四面体单元
创建截面属性
1
可编辑修20改19/9/10
L2.38
2 选择已建立的材料
三维模型不需要设置该参数，采用默认值1即可。
2 指定厚度
3 选择已建立的材料
分配截面属性
2 选择要分配材料的目标体 1
3 选择已建立的Section
L2.39
可编辑修20改19/9/10
未被分配截面属性的Cell呈灰色，已经正确分配截面属性的Cell呈青色，被重复分配几种截面属性的Cell呈黄色。
4、建立装配体 Assembly
5、定义分析步 Step
6、相互作用 Interaction
7、载荷边界 Load
8、提交运算 Job
9、后处理
Visualization
L2.5
可编辑修20改19/9/10
L2.6
L2.7
导入Part
Catia、UG、 Pro/E、Solidwork等CAD软件建好的模型后，另存成iges、sat、step、x_t等格式；然后导入Abaqus可以直接用。

CAE基础培训(最全)ppt课件

13
14
有限元分析流程
明确分析问题的类型： 1.研究对象分为：静态结构分析，动态分析。 2.研究问题分为线性问题，非线性问题 3.按物理场分：结构（固体）、流体、电磁、温度场等
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前处理
几何网格单元装配材料约束
求解
模态刚度强度碰撞冲击耦合
后处理
位移应力应变能量振型
优化
3
核心思想： CAE系统的核心思想是结构的离散化，即将实际结构离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。
4
功能作用： 1.增加设计功能，借助计算机分析计算，确保产品设计的合理性，减少设计成本； 2.缩短设计和分析的循环周期； 3. CAE分析起到的“虚拟样机”作用在很大程度上替代了传统设计中资源消耗极大的“物理样机验证设计”过程，虚拟样机作用能预测产品在整个生命周期内的可靠性； 4.采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本； 5.在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题； 6.模拟各种试验方案，减少试验时间和经费； 7.进行机械事故分析，查找事故原因。
CAE 基础培训
汇报人：任城堡 2017年5月16日
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培训内容

CAE技术概述PPT演示课件

选取尺度越小，计算所得数据越精确，计算量成几何级数增大。
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边界元法【定义】将力学中的微分方程的定解问题化为边界积分方程的定解问题，再通过边界的离散化与待定函数的分片插值求解的数值方法【特点】边界元法通过选择合适的权函数使其中体积积分项为零，将问题转化成仅仅对边界进行线积分，意味着将实际问题降低一维来处理；对网格划分没有严格限制；对于稳态问题甚至无须处理内部区域，只须对边界进行分割即可；但边界元法的公式推导及运算过程都比较复杂，计算工作量也较大。尤其对非稳态问题，内部区域仍须网格划分。
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2
CAE简介
CAE是Computer Aided Engineering（计算机辅助工程）首字母的缩写。也称为计算机辅助数值分析技术。
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3
CAE简介
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4
CAE简介
有限元法
无限元法边界元法
CAE
有限差分法有限体积法
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5
有限元法
有限元方法的实质是将一个无限的连续体，理想化为有限个单元的组合体，使复杂问题简化为适合于数值解法的结构性问题。
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10
有限体积法【定义】有限体积法又称为控制体积法。其基本思路是：将计算区域划分为一系列不重复的控制体积，并使每个网格点周围有一个控制体积；将待解的微分方程对每一个控制体积积分，便得出一组离散程。【特点】有限体积法可视作有限单元法和有限差分法的中间物。有限单元法必须假定值在网格点之间的变化规律（既插值函数），并将其作为近似解。有限差分法只考虑网格点上的数值而不考虑值在网格点之间如何变化。有限体积法只寻求的结点值，这与有限差分法相类似；但有限体积法在寻求控制体积的积分时，必须假定值在网格点之间的分布，这又与有限单元法相类似。