CAE基础培训(最全)

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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:
1.针对特定类型的工程或产品所开发的用于产品性能 分析、预测和优化的软件,称之为专用CAE软件.总共 分为10类:计算流体、建筑结构类、钢结构类、多体 动力学类、结构优化类、转子动力学类、声场类、电 磁场类、铸造类、前后处理类。如:Moldflow(模 流分析)、 AutoForm(钣金冲压)、procast(铸造 模拟)、Hypermesh(划分网格)、hyperview(后 处理)
碰撞
碰撞分析主要涉及: 整车的正碰、侧碰、尾碰、偏置碰、翻转、 行人保护等。
求解软件主要包括: Ls-Dyna, Radioss等,也即显式算法(高速)。
冲击或跌落
冲击或跌落分析主要涉及: 零部件或系统的冲击或跌落等。 求解软件主要包括: Ls-Dyna, Radioss等,也即显式算法(高速)。
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。
热、固耦合分析
耦合分析主要涉及: 零部件在复杂环境(温度、外力等综合条件)的 结果性能
求解软件主要包括: ABAQUS,ANSYS等
成型分析
成型分析主要涉及: 注塑成型分析,冲压成型分析,铸造成型分 析等等。
软件主要包括: Moldflow, Dynaform, MAGMA
4.CAE分析工作的要求
ABAQUS介绍
ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件, 其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂 的非线性问题。 ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟 任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型 库,可以模拟典型工程材料的性能,其中包括金属、 橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩 超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料,作为通 用的模拟工具, ABAQUS 除了能解决大量结构(应 力 / 位移)问题,还可以模拟其他工程领域的许多问 题,例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分 析、岩土力学分析(流体渗透 / 应力耦合分析)及压 电介质分析
有限元分析的基本概念:
有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)的基本 概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将 求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成, 对每一单元假定一个合适的(较简单的)近似解,然 后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条 件),从而得到问题的解。这个解不是准确解,而是 近似解,因为实际问题被较简单的问题所代替。由于 大多数实际问题难以得到准确解,而有限元不仅计算 精度高,而且能适应各种复杂形状,因而成为行之有 效的工程分析手段
报告
背景 模型 云图 曲线 建议
分析类型介绍
1.结构静力分析 用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解 惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。 2.结构动力学分析 结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影 响。与静力分析不同,动力分析要考虑随时间变化的力载荷以 及它对阻尼和惯性的影响。结构动力学分析类型包括:瞬态动 力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。 3.结构非线性分析 结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。非 线性包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。 4.动力学分析 当运动的积累影响起主要作用时,可使用这些功能分析复杂结 构在空间中的运动特性,并确定结构中由此产生的应力、应变 和变形。 5.热分析、6.电磁场分析、7.流体动力学分析、8.声场分析。
ANSYS介绍
ANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元 分析(FEA)软件,是世界范围内增长最快的计算机 辅助工程(CAE)软件,能与多数计算机辅助设计 (CAD,computer Aided design)软件接口,实现数 据的共享和交换,如Creo, NASTRAN, Alogor, I- DEAS, AutoCAD等。是融结构、流体、电场、磁场、 声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。在核工 业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、 汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物 医学、轻工、地矿、水利、日用家电等领域有着广泛 的应用。ANSYS功能强大,操作简单方便,现在已成 为国际最流行的有限元分析软件,在历年的FEA评比 中都名列第一。目前,中国100多所理工院校采用 ANSYS软件进行有限元分析或者作为标准教学软件。
NVH
NVH分析主要涉及: 整车或零部件的振动、噪声等 求解软件主要包括: Nastran, Sysnoise, Actran等
流场分析
流场分析主要涉及: 整车的外流场(风阻)、空调的除霜风道、乘客 舱流场及温度场、散热器、冷凝器、风扇热交换零件的流场、整 车密封性等。
CFD软件主要包括: Fluent, CFX, STAR-CD等,也即计算流体力学。
运动及动力学
运动及动力学分析主要涉及: 运动件的干涉校核和动力学分析, 悬架或底盘系统的操作稳定性等
求解软件主要包括: ADAMS, Recydn,CATIA,UG
结构及疲劳
结构疲劳分析主要涉及: 零部件的刚度、强度、模态、疲劳耐久 等。
求解软件主要包括: Nastran, ABAQUS, Hyperworks , Fe-safe, Fatigue等,也即隐式算法(低速)。
场分析、热&固耦合分析、成型分析。 3.2 分析报告解读 4.CAE分析工作的要求 5. CAE 角色及总结
Q&A
什么是CAE?
1.CAE(Computer Aided Engineering)是用计算机辅助求解复 杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传 导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性 能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法,主要是以有限 元法、有限差分法、有限体积以及无网格法为数学基础发展起 来的一个软件行业。在国内有限元法应用最为广泛。 2.与CAD(Design), CAM(Manufacture)对应
CAE 基础培训
汇报人:任城堡 2017年5月16日
培训内容
1. CAE介绍 1.1 CAE 概念 1.2 CAE 核心思想 1.3 CAE 功能作用 1.4 CAE应用领域 1.5 CAE软件分类:hypermesh、ABAQUS、ANSYS介绍 2.有限元分析介绍 2.1 有限元分析的基本概念 2.2 有限元分析流程 2.3 分析类型介绍 3.CAE分析在汽车领域的应用 3.1 运动及动力学、结构及疲劳、碰撞、冲击或跌落、NVH、流
分析方案。
CAE角色及总结
“工程是一种近似对 而不是完全错的艺术”
“Engineering is the art of being approximately right rather than exactly wrong”
引自 英国皇家工程院院士,英国机械工程师协会主 席---- Rod A. Smith 教授,1990年
CAE工作并不一定要拥有大量的专业知识才能够开展,但工作能力的 提高与专业知识的掌握程度是息息相关的。
一个合格的有限元分析工程师应具备三方面的技能和经验 ① 理论基础,包括力学理论和有限元理论 ②必要的程序使用经验,对常用商业有限元分析程序能熟练应用 ③工程实践的经验,对于不同的工程问题能够准确做出判断并确定
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
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
结构 尺寸 连接 材料
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