CAE培训2[1]
CAE 基础培训ppt课件
CAE分支-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4 式算法（低速）。
与CAD(Design)， CAM(Manufacture)对应 CAE，借助现代计算11 机（硬件及软件），对
CAE概念
12
CAE 理论基础(结构)
F
13
CAE 理论基础(结构)
14
CAE 分析流程
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
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优化
结构 尺寸 连接 材料
报告
背景 模型 云图 曲线 建议
CAE 分析实例
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CAE 分析实例
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CAE 分析实例
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CAE报告解读
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CAE角色及总结
CAE是算 命的？？？
“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
法（高速）。
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CAE分支-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: Nas7tran, Sysnoise, Actran等
CAE分支-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。
CAE——市场推广集客导航器运用培训课程
数字量化分析
决策性分析
问题确认（示例）
分析结果（示例）
分析项目名称
分析类别
模块
目的向导
分析向导
环境分析及确认目的(导航器）
我们需要什么样的环境分析（案例）
我们需要什么样的环境分析（案例）
我们需要什么样的环境分析（案例）
我们需要什么样的环境分析（案例）
我们需要什么样的环境分析（案例）
环境分析间序列
组成
或
列项
图表应用 - 定量分析
或
或
或
环境分析及确认目的(导航器）
环境分析及确认目的(导航器）
库存结构(各车型库存量及在途量)分析
库存分析(周量)
各车型销售数量统计分析
销售量分析(周量)
战败数量统计及战败原因分析
潜在客户战败分析(周量)
各车型已建黄卡数量及各级别数量统计分析
市场占有率(上牌量)、市场活动情况、主要手段、活动形式、对象群体等
区域内竞争品牌分析
律师楼的开拓力度不足
该区域是属于政法单位集中区域，住宅小区较少
主要销售区域特征分析 (如楼盘、商圈、企事业单位、医院、学校等)
区域内相关媒介渠道分析
市场占有率(上牌量)、市场活动情况、主要手段、活动形式、对象群体等
区域内竞争品牌分析
主要销售区域特征分析 (如楼盘、商圈、企事业单位、医院、学校等)
区域特征分析
上海大众总部及分销中心的销售政策、重点销售车型、下周订单计划、全年及季度市场计划等
我们需要什么样的环境分析（案例）
环境分析及确认目的(导航器）
分析各车型已购客户特征，结合产品定位，确定传播渠道的可行性
平面广告、小区楼宇广告关注度较高
CAE结构仿真分析及技术培训
CAE结构仿真分析及技术培训CAE（计算机辅助工程）结构仿真分析是一种通过计算机模拟和计算来预测和评估结构行为的技术。
随着计算机技术的不断进步和发展，CAE结构仿真分析在工程领域中得到了广泛的应用。
它能够帮助工程师快速准确地评估和优化产品设计、优化材料和工艺选用，提高产品的性能和质量，缩短产品研发周期和开发成本。
CAE结构仿真分析主要包括有限元分析（FEA）、计算流体力学分析（CFD）、多体系统动力学分析（MBD）等。
其中，有限元分析是最常用的一种技术，它通过将结构离散为有限数量的有限元单元来近似连续结构，利用数学方程求解方法对结构进行模拟和计算。
有限元分析可以用来预测结构的强度、刚度、振动响应、疲劳寿命等性能，帮助设计师评估和改善产品设计。
CAE结构仿真分析的优势在于可以全面、详细地观察和分析结构的应力、应变、变形等行为，比传统的试验方法更加灵活、高效、经济。
同时，CAE还可以进行多种不同工况的模拟和比较分析，帮助设计师进行全面的优化，提供更合理的设计方案。
对于工程师来说，掌握和运用CAE结构仿真分析技术是非常重要的。
因此，进行CAE结构仿真分析技术培训是必要的。
在培训中，首先需要学习计算力学、结构力学的基础知识，了解有限元分析的基本原理和方法。
然后，学习和熟悉常用的CAE软件，掌握软件的使用和操作技巧。
在培训中最好能有一些实际案例和工程应用，通过实践来提高学员的能力和技巧。
在CAE结构仿真分析技术培训中，可以设置以下几个主要内容：1.理论知识教学：包括计算力学、结构力学的基本原理和方程，有限元分析的基本概念和方法等。
2.软件操作培训：介绍常用的CAE软件，如ANSYS、ABAQUS等，讲解软件的功能和特点，讲解软件的界面和操作方法，以及如何建立结构模型、设置边界条件、求解和分析结果等。
3.实例分析：通过一些实际工程案例的仿真分析，让学员了解和熟悉实际工程中的问题和解决方法，通过实践来提高分析能力和技巧。
CAE培训学习教程
模态分析 ——用于计算结构的固 有
频率和模态。
谱分析 ——是模态分析的扩展， 用
于计算由于随机振动引起的结构
位
第23页/共45页
一、 CAE与FEM
谐波分析 —— 确定线性结构对随 时
间按正弦曲线变化的载荷的响应.
瞬态分析 —— 确定结构对随时间 任
意变化的载荷的响应. 可以考虑 与静
有限元模型
第4页/共45页
一、 CAE与FEM
载荷 约束
节点: 空间中的坐标位置，具有一定自由度和 存在相互物理作用。
单元: 一组节点自由度间相互作用的数值、矩阵 描述（称为刚度或系数矩阵)。单元有线、 面或实体以及二维或三维的单元等种类。
有限元模型由一些简单形状的单元组成，单元之间通过节点连 接，并承受一定载荷和约束。
一、 CAE与FEM
CAE
FEM
BEM
SEA
MB
第2页/共45页
一、 CAE与FEM
2、FEM概念
Finite Element Method, 即有限单元法。是对物理现象 （几何及载荷工况）的模拟，是对真实情况的数值近似。通 定义 过划分单元，求解有限个数值来近似模拟真实环境的无限个 未知量。
历史典故
弹性部件 杆、梁狭长件
薄壳部件 所有分析对象
流体单元
空气、水
… …
第13页/共45页
一、 CAE与FEM
： 单元选择准则
准则
• 在结构分析中，结构的应力状态决定单元类型的选择。 • 选择维数最低的单元去获得预期的结果 (尽量做到能选择点而不
选择线，能选择线而不选择平面，能选择平面而不选择壳，能 选择壳而不选择三维实体). • 对于复杂结构，应当考虑建立两个或者更多的不同复杂程度的 模型。你可以建立简单模型，对结构承载状态或采用不同分析 选项作实验性探讨。 • 在许多情况下，相同的网格划分，采用更高阶类型的单元可以 得到更好的计算结果，但计算时间会增加。
CAE结构仿真分析及技术培训
CAE结构仿真分析及技术培训首先，CAE结构仿真分析能够帮助工程师减少设计和制造过程中的试错成本。
通过计算机仿真，可以预测结构在实际使用条件下的性能，并进行相应的优化。
这样，可以减少重复制造和试验所需的时间和资源，提高设计效率和质量。
其次，CAE结构仿真分析能够帮助工程师更好地理解结构的行为和性能。
通过模拟结构在不同载荷和边界条件下的响应，可以获得结构的应力和变形分布情况。
这些分析结果可以帮助工程师了解结构的工作原理，指导设计和改进。
此外，CAE结构仿真分析还能够提供一种安全评估方法。
通过对结构在极限载荷下的模拟，可以判断结构是否能够满足安全要求，并确定所需要的安全系数。
这对于一些关键性工程项目来说尤为重要，能够增强设计的可靠性和安全性。
为了能够熟练地进行CAE结构仿真分析，工程师需要接受相关的技术培训。
培训内容通常包括以下几个方面。
首先，需要培训基本的结构力学和材料力学知识。
这是进行仿真分析的基础，涉及到静力学、动力学、材料力学等方面的原理和方法。
掌握这些知识可以帮助工程师理解结构的行为，进行正确的模型建立和分析。
其次，需要培训常见的CAE仿真分析软件的使用。
目前市场上有许多不同的CAE软件可供选择，如ANSYS、ABAQUS、NASTRAN等。
这些软件都有各自的特点和优势，需要工程师了解其使用方法和技巧，熟悉其建模、网格划分、加载和求解等功能。
培训中可以通过实例演练，让工程师掌握软件的基本操作和应用技巧。
此外，还需要培训工程师如何对仿真结果进行验证和评估。
在进行仿真分析时，工程师需要将仿真结果与实际测试结果进行比较，以验证仿真模型的准确性和可靠性。
同时，还需要评估仿真结果的可行性和合理性，为设计提供参考意见。
通过培训，工程师可以学习如何进行数据处理、结果解读和结构优化。
最后，技术培训还应该包括实际案例分析和项目实践。
通过对实际工程案例的分析，可以帮助工程师了解不同领域和行业的工程结构设计和仿真应用。
CAE培训教程
RLTFLG: 是否包含壳单元合成应力
ENGFLG: 是否包含壳单元能量密度和厚度 CMPFLG: 输出各向同性和各向异性材料应力应变
IEVERP: 选择1每一个状态输出一个显示文件 BEAMIP: 输出梁单元积分点
DCOMP: 对刚性墙的数据压缩
SHGE: 输出壳单元沙漏能密度
STSSZ: 输出壳单元时间步，质量等
3.2 常见问题解决
运算内存不足增加内存
rigid零件中的节点或单元不可重复定义为rigid link等rigid元素
DYNA运算过程中问题多种多样，更多问题及解决方案详见附件
4. CAE后处理（LS-PREPOST）
4.1 界面及功能简介
下拉菜单
图形窗口
主菜单
热键按钮
命令解释及执行界面
动画控制按钮
网格划分完成后，通过qualityindex进行网格质量检查，可通过调整相关项目对劣质网格 进行优化修正
2.3 hypermesh网格划分
通过check elements(F10),可对网格各项参数进行检查统计
网格质量控制技巧： 网格质量很大程度上取决于几何清理的质量，几何清理过程中要兼顾实体特征和网格质量 对几何特征进行块的划分，相对规则的块更有利于得到高质量的网格，同时在网格生成过 程中要对节点密度和网格类型进行灵活的调整
沙漏控制设置：此选项可用于调节沙漏较大的问题 IHQ: 总体附加刚度或黏性阻尼方式选项 1 标准的DYNA模型 QH: 沙漏能系数，超过0.15会导致计算不稳定
输出控制设置： NPOPT: 输出抑制选项 0不抑制 1抑制 NEECHO: 抑制选项只要针对节点而言 NREFUP: beam单元的参考节点坐标是否更新0不更新1更新 IACCOP: 从时间历程和节点速度得到平均加速度 OPIFS: 输出接触文件时间间隔 IPNINT: 输出第一次循环所有单元的初始时间步长 IKEDIT/IFUSH
【CAESAR II培训】1-caesarii 基本操作
管道信息输入界 面
模型显示区
Input Basics
14
二.模型的建立:管道信息输入界面
节点定义
管长定义
管径、壁 厚、腐蚀 余量、保
温厚度
温度
压力
管件定义 约束
附加荷载
材料性能
介质性能
信息显示区
Input Basics
15
二.模型的建立:节点与“数据继承”
• 输入的数据自动继承到下 一个节点（如果适用）。
一．建模前的准备 二．模型的建立 三．错误检查 四．工况编辑 五．计算结果分析
Input Basics
3
一.建模前的准备
（一）搜集资料
1. 管道工艺数据（温度、压力、介质、保温等） 2. 管道走向（平面图、轴测图） 3. 设备图（静设备、动设备） 4. 设备布置图（设备定位、结构框架、平台） 5. 管道运行条件（是否有开备、吹扫、除焦等） 6. 工程所在处的设计基础条件（环境温度、风、地震、雪
<Ctrl>Home
Input Basics
26
二.模型的建立:数据删除
•
删除当前的节点单元及数据. • 删除键
清除当前（高亮）单元。使用此键来清除特定领域的错误的 数据，而不是整个输入框。
Input Ba误检查程序。
若发现致命错误项，如管道系统不闭合、腐蚀余量 大于壁厚等，程序将提示致命错误说明，并终止生 成分析数据文件，须返回Input模块修改。
Input Basics
32
四.工况编辑：工况编辑器
重新生成推 荐工况
引用其它 模型的工
况
设置循环次 数
Input Basics
33
四.工况编辑：建立并使用工况
CAE基础培训公开课获奖课件
Create Wire
Create Wire旳措施依次为：Planar、Point to Point和Spline。
现以Planar为例阐明怎样Create Wire： 1、选择草绘平面 2、为草绘平面定向 3、草绘Wire
Introduction to ABAQUS/CAE
2 选择已划好网格旳Part 1
3
Introduction to ABAQUS/CAE
errors数确保为0， warnings数量越少越好。
3、3、特特征征设设置置 ProPpreortpyerty
Introduction to ABAQUS/CAE
特征设置
Property模块专有
特征修改、删除等，极少用到 Partition已讲，见Mesh部分 基准点、线、面及坐标系等
T (103kg)
1bf s2/in
s
s
MPa mJ (10-3J)
t/mm3 mm/s2
psi in 1bf 1bf s2/in4
Introduction to ABAQUS/CAE
分析流程
1、几何建模 Part 2、划分网格 Mesh 3、特征设置 Property 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
Abaqus基础培训
Introduction to ABAQUS/CAE
• ABAQUS早年属于美国HKS企业 旳产品，于2023年代中期卖给了 达索企业，该软件又被称为达 SIMULIA。Abaqus/standard：
CAE培训教程
CAE培训教程CAE (Computer-Aided Engineering) 培训教程引言：在当今快速发展的科技领域中，计算机辅助工程(CAE) 已成为提高产品设计和分析效率的重要工具。
CAE 引入了一系列的软件和模拟技术，可以帮助工程师们进行复杂的设计和分析任务。
本文档将介绍CAE 培训教程的重要性以及如何选择和使用相应的培训资源。
同时，我们还会深入探讨几个流行的CAE 软件供应商和他们的培训课程。
第一部分：CAE 培训教程的重要性1.1 提高工程师技能：CAE 培训教程通过教授各种软件的使用和工程原理，可以提高工程师们的技能和知识水平。
这将使他们能够更加高效地进行产品设计和分析，并且从中获得更准确和可靠的结果。
1.2提高生产力和效率：CAE 培训教程将提供如何使用CAE 软件的详细指导。
这将有助于提高工程师们的工作效率，并减少错误和重复工作。
此外，通过模拟和分析，可以在设计早期发现潜在的问题，从而节省时间和费用。
1.3 投资回报率：培训工程师们使用CAE 软件是一个长期投资。
准确的设计和分析可以减少产品开发周期并提高产品质量。
这将为企业带来较高的投资回报率。
第二部分：选择适合的CAE 培训教程 2.1 考虑个人需求：在选择CAE 培训教程之前，工程师们需要先考虑自己的需求和目标。
他们可以问自己以下问题：- 我需要掌握哪些CAE软件？- 我想学习哪些特定的工程原理和技术？- 我的时间和预算允许我参加哪种类型的培训？2.2 培训供应商和资源：CAE 培训教程可以通过多种方式获取，比如在线课程、培训中心、私人培训等。
工程师们可以在以下资源中选择合适的培训供应商：- 软件供应商：大多数CAE 软件供应商都提供相关的培训课程。
他们的培训通常会覆盖软件的基本功能和高级特性，并以应用案例来帮助学生更好地理解。
- 培训中心：一些专门的培训中心也提供了CAE 培训。
这些中心通常会有更深入的教学内容和实践环境，可以提供更综合的学习体验。
CAESARII培训课件
刚性件的长度（在主输入区输入）
大小头
1 双 添击 加大 大小 小头 头复 选 框 2
头定助在 属义状软 态件 性大 小区辅
小方 头法 按二 钮： 添单 加击 大插 小入 头大
大小头另一端管 道直径和壁厚
波纹管膨胀节的模拟
1 2
添双 加击 波膨 纹胀 管节 膨复 胀选 节框
节定助在 属义状软 态件 性膨 胀区辅
用户换可以通过静态图形显示 将管道冷态或热态的管道变形 显示在三维图形上。。
动态显示
如下确定需要查看的数据 报告后点击报告查看按钮 报告生成器（用户首先在左侧选中需要 输出的数据添加到右侧窗口中）
用户定义的计算工况（冷 态、热态、纯热态等）
计算参数（位 移、推力、应 力等）
杂项（弹簧报告、 输入数据、工况定 义等数据）
三维管道模型分析功能运用
动态显示
三维管道模 型分析
用户可以将管线上 各点应力按与许用 应力的百分比以不 同颜色区分
Restraints 约束
Displacements 初始位移
Forces/Moments 集中力／弯矩
Uniform Loads 均 布荷载
Nozzles 柔性管口
Wind/Wave 风载 ／海浪载
介质密度
单元的连续性
数据继承性及共性个性数据
• 点数据仅适用于当前这个单元 （如红色所示个性数据）。
蓝色信息为备注信息双击此处警告信息双击此处警告信息双击对应警告信息软件会自动切换到相应单元的数据表界面双击对应警告信息软件会自动切换到相应单元的数据表界面其他分析运行工具配置文件静态分析工况定义静态输出动态分析软件报告解读和输出报告生成器用户首先在左侧选中需要输出的数据添加到右侧窗口中报告生成器用户首先在左侧选中需要输出的数据添加到右侧窗口中如下确定需要查看的数据报告后点击报告查看按钮如下确定需要查看的数据报告后点击报告查看按钮用户定义的计算工况冷态热态纯热态等用户定义的计算工况冷态热态纯热态等计算参数位移推力应力等计算参数位移推力应力等杂项弹簧报告输入数据工况定义等数据杂项弹簧报告输入数据工况定义等数据三维管道模型分析功能运用动态显示三维管道模型分析三维管道模型分析用户可以将管线上各点应力按与许用应力的百分比以不同颜色区分用户可以将管线上各点应力按与许用应力的百分比以不同颜色区分用户换可以通过静态图形显示将管道冷态或热态的管道变形显示在三维图形上
模具CAE的应用基础培训课件(共64张PPT)
三维冷却分析的步骤：
〔1〕塑件造型；
〔2〕冷却线路造型； 〔3〕运行分析程序； 〔4〕显示分析结果，进行评价；
〔5〕修改冷却线路或者改变冷却液温度和流量； 〔6〕重新运行分析程序，优化结果。
培训专用
计算步骤
前置处理
工艺参数设置 分析计算 后置处理
培训专用
前置处理
所谓前置处理是指在进行计算机辅助分析之前所要 做的数据准备，如分析对象的计算机辅助造型、有 限元网格的划分，以及初始数据设置。
培训专用
材料和注塑工艺分析
在注塑成型分析中同时可以进行塑料材料和
注塑工艺的分析。对于熔体充填不理想的情况，
可以重新选择适宜的注塑材料，如流动性能的提
高等。此外可以修改注塑的工艺，由此为模具的
试模和制品的生产提供指导性的意见。
培训专用
4.3 注塑模具CAE软件的组成局部
数据库 常用的一些注塑模流动模拟分析软件如
4 模具CAE的应用根底
本章内容：介绍CAE技术在注塑模具分析以
及覆盖件模具分析中的应用知识
培训专用
塑料成型分析的优点
对注塑流动、保压、冷却等注塑成型过程进行数 值模拟、可视化动态显示以及统计计算。
使得模具制造之前，预测模具设计和成型条件对产 品地影响，发现可能出现的缺陷，为判断模具设计 条件是否合理提供科学的依据。
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
CAE基础培训(最全)
整理ppt
7
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.
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
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
整理ppt
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。
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
CAE概念培训ppt课件
刚度
白车身刚度：弯扭刚度 开闭件刚度：弯扭刚度，垂向刚度（车门）
强度
白车身强度：驱动，制动，转向，上下冲击，单轮冲击等。 悬架关键件强度：驱动，制动，转向，上下冲击，单轮冲击
等。
模态
白车身自由模态 开闭件自由模态 悬架关键件自由模态。
碰撞
整车前碰
碰撞
侧碰
碰撞
后碰
碰撞
结构几个基本术语
刚度、强度、模态要求
平滑刚度设计 等强度设计 高频设计
有限元简介
有限元方法 有限元分析步骤
有限元简介
有限元方法
有限元方法也叫“有限单元法”或“有限元素法”， 英文是：“Finite Element Method”。这种方法最 初起源于结构分析，由结构力学的位移法发展而来。
沟通
有限元简介
有限元分析过程
后处理 物理量分布规律的显示 分析结果的变换处理 各种曲线及图表的生成与绘制
有限元简介
有限元分析过程
后处理
后处理的目的在于分析计算模型是否合理，提出结论。 用可视化方法（等值线、等值面、色块图）分析计算结 果，包括位移、应力、应变、温度等； 最大最小值分析； 特殊部位分析。
结论
刚度、强度、模态 有限元：分片逼近 项目组提供：材料参数、工况
-0.3000
-0.4000
-0.5000
测点至前轴距离（mm）
结构几个基本术语
强度概念
强度：抗破坏（断裂或明显塑性变形），看应力
高强度钢板、低强度钢板都是钢板，基本特征没有 变，变的是能够胜任的场合。
结构几个基本术语
模态概念
模态：固有频率及振动形式
为基于白车身动态特性的设计开发提供参考依据。
CAE结构仿真分析及技术培训
CAE结构仿真分析及技术培训为了进行CAE结构仿真分析，首先需要构建结构的几何模型。
这可以通过专业的设计软件进行建模，也可以通过三维扫描等技术获取现有结构的几何数据。
然后，将几何模型导入到CAE软件中进行网格划分，将结构划分为小的有限元单元。
每个有限元单元都有其自身的物理属性和约束条件，例如材料的弹性模量、密度、边界条件等。
接下来，通过求解有限元方程，可以得到结构在各种载荷情况下的应力、变形等响应。
CAE结构仿真分析可以提供许多重要信息，例如结构的安全系数、疲劳寿命、应力集中区域等。
这些信息可以用于指导工程设计的改进和优化。
通过在仿真中尝试不同的材料、结构形状和几何参数，可以评估并选择最佳设计方案，从而提高结构的性能和可靠性。
由于CAE结构仿真分析技术的复杂性和专业性，它需要受过专门培训的工程师进行操作和分析。
因此，针对CAE结构仿真分析的技术培训也非常重要。
培训应该包括以下几个方面：1.CAE软件的使用和基本操作：培训人员需要了解和掌握使用常见的CAE软件进行结构仿真分析的基本操作，包括几何建模、网格划分、材料定义、约束条件和载荷定义等。
2.理论基础的讲解：培训人员应该对有限元分析原理和方法有基本的了解，包括有限元网格划分、位移插值、应力计算等。
这对于理解仿真结果和排查可能的问题至关重要。
3.结构建模与网格划分技巧：培训人员应该了解如何正确并高效地进行结构建模和网格划分，以避免网格畸变和不合理的网格单元。
4.结果分析与解释：培训人员需要了解如何正确分析仿真结果，包括应力云图、变形云图、模态分析等，以帮助工程师和设计师做出更好的决策。
5.优化和改进技术：培训人员需要了解如何使用CAE工具进行结构的优化和改进，例如拓扑优化、参数化设计等。
通过这样的培训，工程师和设计师可以更好地应用CAE结构仿真分析技术，快速准确地评估结构设计的性能和可靠性，为工程项目的成功实施提供有力的支持。
同时，提供CAE结构仿真分析技术培训，对于增加企业竞争力，提高产品质量和效率也具有重要意义。
CAE培训教程
CAE培训教程CAE培训教程随着科技的不断发展，高级数值分析（Computer-Aided Engineering, CAE）技术在工程设计和制造领域中得到了广泛应用。
CAE是利用计算机仿真技术和现代数学方法，通过对设计模型的数学分析和计算机模拟，实现产品功能、性能、可靠性、工艺性等多方面的优化。
CAE技术可以大大降低设计和制造成本，同时也提高了产品质量和创新能力。
然而，CAE技术的应用需要一定的专业知识和技能，所以需要进行培训才能掌握。
本文将介绍CAE培训教程的概述和内容。
1. 培训概述CAE培训可以分为在线教育、面授教育、专业讲座、实训课程等形式。
一般来说，CAE培训需要掌握的技能包括：a. 计算机基础知识，包括计算机操作系统、计算机网络、编程语言等。
b. 工程和材料基础知识，包括力学、热力学、材料力学、流体力学等。
c. CAE软件的基础知识和应用技能，例如ANSYS、ABAQUS、CATIA等。
d. CAE建模、分析、仿真等方面的技能。
e. CAE结果分析和优化技能。
f. CAE项目实践经验的积累和分享。
2. 培训内容a. 计算机基础知识计算机基础知识是CAE学习的必备基础。
学员需要掌握计算机操作系统、计算机网络和编程语言等知识，以便顺利进行CAE软件的学习和操作。
b. 工程和材料基础知识工程和材料基础知识是CAE应用的前提。
学员需要学习力学、热力学、材料力学、流体力学等基础知识，以便深入理解和应用CAE技术。
c. CAE软件基础知识和应用技能CAE软件是CAE技术的重要工具。
学员需要学习ANSYS、ABAQUS、CATIA等常用CAE软件的基础知识和应用技能，包括界面操作、建模技巧、边界条件设置、模型导入和导出等。
同时，学员需要熟悉CAE软件的计算原理和算法，以便更好地理解和管理CAE工程项目。
d. CAE建模、分析、仿真CAE建模、分析、仿真是CAE技术的核心内容。
学员需要掌握CAE建模、分析、仿真的基本方法和技巧，包括模型设计、材料属性定义、边界条件设置、计算方案优化、计算结果分析等。
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因而可断定：发动机的二阶、四阶激励分别将第8、11阶整车模态 激发出来是造成怠速时整车共振的主要原因。
CAE培训2[1]
在发动机以额定转速运转时的主要激振频率76.7Hz、153.4Hz附近， 未出现整车模态。但是固有频率分别为73.16Hz、 152.15Hz 、 155.03Hz、158.57Hz的几阶局部模态应引起注意，这些模态振型中， 车架上发动机安装位置的振动幅度也较大，在发动机工作在额定转
龙对车外内噪声指标很重视。
苏州金龙客车减振降噪项目
内容：
利用CAE技 术 1、建立6795型客车整车动态性能分析模型和声学分析模型；
2、对客车整车结构进行动态性能分析（针对发动机激励）； 3、对车内结构辐射声场进行计算和分析（边界元法和有限元法）。
PPT文档演模板
CAE培训2[1]
PPT文档演模板
20～100Hz，步长为2Hz。
CAE培训2[1]
谐响应计算结果 （1）发动机竖向激振谐响应计算结果
22Hz时地板振动位移云图
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实部
虚部
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发动机竖向激励下各考察节点位移幅频图
46228 —— 驾驶员座椅处节点
47716 —— 中部座椅处节点
46098 —— 尾部座椅处节点
23.55
车身竖向一阶弯曲，车架竖向一阶弯曲
32.89
车身竖向一阶弯曲，车架竖向二阶弯曲
40.60
车身竖向二阶弯曲，车架竖向二阶弯曲
47.45
车身竖向弯扭组合，车架纵向扭转振动
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第7阶
第11阶
第8阶
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第9阶
CAE培第训2[110] 阶
模态计算结果分析及整车结构评价
谐响应分析边界条件和载荷的添加
考虑发动机竖向和横向对整车结构的作用，分成竖向和横向 两种工况分别对模型加载单位位移谐波激励。同时添加重力加速 度。对轮胎弹簧单元自由节点进行全约束。
谐响应计算方法与方程求解器 采用完全法（Full）和稀疏矩阵直接法求解器（Sparse）。
频率范围与步长
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车身骨架几何模型的建立 （1）中心线偏移和刚性连接模拟焊接
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（2）平行焊接梁的处理
（3）曲梁处理 采用多点构建折线模拟曲梁。
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车身壁板几何模型的建立
车身骨架几何模型生成有限元网格后，以骨架的几何元素，即线 和关键点为基础，根据实际车身壁板结构连接情况，生成替代车 身壁板的面 。考虑到后续有限元网格的划分，在构建面时应尽量 生成易进行四边形单元划分的四边形面和三角形面。
1.2 客车结构动态性能分析的国内外发展与现状
国外：CAE已经普遍应用于汽车制造业，具备了较全面的客车动态 性能分析技术和丰富的分析经验 。
国内：引进国外硬件和软件，在科研单位和院校开展了 一些研究。
两个特点 : 1、零件级模态分析研究较深入，系统级模态分析还未有人开展。 2、研究路面激励对整车结构动态性能影响的较多，而研究发动机
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2020/10/30
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纲要
一、课题研究背景、来源及内容 二、客车动态性能分析建模 三、整车结构动态性能分析计算及结果分析 四、车内结构辐射声场计算与分析 五、总结与展望
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一、课题研究背景、来源及内容
• 1.1 客车振动和噪声研究、治理的意义 • 1.2 客车结构动态性能分析的国内外发展与
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谐响应计算结果分析及整车结构评价
在发动机竖向激励下，整车结构竖向（y轴方向）响应比其 它方向响应要大，且随着频率的升高响应幅值逐渐减小，特别是 在20～28Hz段，减小趋势明显；整车横向（z轴方向）振动出现 了22Hz和46Hz附近的两个峰值点，其中22Hz峰值点幅值较大 ， 客车尾部达到0.17mm；整车纵向（x轴方向）振动在64Hz附近出 现较大的峰值，幅值达到0.17mm，此时对应的发动机关键转速为 1920转/分。
由谐响应结果可知：怠速工况下发动机将会引起整车较强烈 的振动，将发动机怠速转速提高到840转/分（二阶四阶激振频率 分别为28Hz、56Hz），整车振动将会大大减小。额定工况下整车 结构振动响应特性不显著，不会引起结构共振。
2、两前轮等效成两对竖直方向上的弹簧（k1）和阻尼 （c1）元件。
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轮胎－后桥系统
注：1、后桥用4个集中质量元件（m3、m5）和一个分布质量 元件（m4）的组合模拟。
2、两前轮等效成两对竖直方向上的弹簧（k1）和阻尼 （c1）元件。
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从物理意义上讲，当外界激励与某阶固有频率相等时，该 阶振型被激发出来，结构发生共振，振动形态由该阶振型决定。
添加模态分析边界条件 零件级模态分析是将单个部件或子系统提取出来，对其进
行自由边界条件下的模态分析，因而不需添加边界条件。而系 统级的模态分析，是将部件或子系统置于整个结构系统中，对 整个结构系统进行模态分析，然后从分析结果中提取该部件或 子系统的模态，因而需根据实际情况模拟系统的约束。系统级 模态分析结果易分析评价，易与实际测量结果对比。
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2.3 整车结构有限元模型的建立
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车轮－车桥－悬架有限元模型
模拟的部件和参数量 车胎 车轮、轮毂部、后桥差 速器部质量 车桥横梁部 板簧 板簧铰链连接件1 板簧铰链连接件2
采用的单元 combination14
mass21
beam188 beam44 beam44（I节点释放z轴旋转自由度） beam44（I,J节点释放z轴旋转自由度）
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阻尼补偿
由于内饰或其它涂料材料的存在、振动过程中的摩擦、材料本身 具有不理想的特性等原因，是存在阻尼特性的，因此需要在模型 中对其阻尼特性进行模拟和补偿。
ANSYS中通过：
计算阻尼。
质量矩阵因子 刚度矩阵因子 材料常刚度矩阵系数 材料刚度矩阵因子 阻尼特性的单元阻尼矩阵 阻尼比ξ引入的阻尼矩阵
车架－悬架系统
注：1、每个板簧组件用一个弹簧元件表示（k2表示前板簧，k3 表示后板簧）
2、车架M1为弹性体，按照实际结构建出模型 车身系统
车身系统是振动分析的直接对象，为弹性结构体。将通过 从几何建模和有限元建模的步骤建立 。整个车身结构按照实际 焊接情况和车架刚性连接。
其他部件
发动机、变速箱、水箱、风扇、座椅、空调、行李架、舱 门等部件都用集中质量元件模拟，并将其与他系统刚性连接。
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（2）发动机横向激振谐响应计算结果 22Hz时地板振动位移云图
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实部
虚部
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发动机横向激励下各考察节点位移幅频图
46228 —— 驾驶员座椅处节点
47716 —— 中部座椅处节点
46098 —— 尾部座椅处节点
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对照模态分析结果可发现，发动机怠速时的主要激振频率 23.4Hz（二阶）和46.8Hz（四阶）分别与整车模态第8阶（23.55Hz） 和第11阶（47.45Hz）固有频率接近。
查看这两阶模态的车架振型：
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第8阶
第11阶
第8阶整车模态的车架振型中，发动机后悬置安装点的位移很大； 第11阶整车模态的车架振型中，发动机右后悬置安装点的位移较大 。
把轮胎和地面作为一个整体来考虑，这样轮胎和地面整体 为客车其它结构部分提供约束，而客车其它结构部分成为模态 分析的考查对象。因此对轮胎单元combination14接地一端的节 点进行6个自由度方向的全约束（位移全为0） 。
模态计算方法
选用分块Lanczos法。
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模态计算结果
阶次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
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二、客车动态性能分析建模
• 2.1 整车动力学模型的建立 • 2.2 整车结构几何模型的建立 • 2.3 整车结构有限元模型的建立
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2.1 整车动力学模型的建立
轮胎－前桥系统
注：1、前桥等效成2个集中质量元件（m1）和一个分布质量 元件（m2）的组合。
现状 • 1.3 客车车内结构辐射声场计算的国内外发
展与现状 • 1.4 课题来源与研究内容
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1.1 客车振动和噪声研究、治理的意义
• 消费者的需求：舒适 • 客车制造厂商的需求：产品竞争力 • 国家法规的强制要求： GB1495-2002
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发动机横向激励主要引起整车竖向振动。竖向振动随频率变 化特性与发动机竖向激励工况下类似，20～40Hz段响应幅值减小 趋势明显；横向响应在20～40Hz间较小，在68Hz出现较大的峰值 （幅值最大为0.08mm），76.7Hz附近响应也较小；纵向响应在 46Hz、62Hz、86Hz附近出现峰值，其中62Hz峰值最大，达0.17mm。
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2.2 整车结构几何模型的建立
车架几何模型的建立 （1）抽取面位置的选择
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（2）中面偏移 依其中一面把另外一个面进行偏移,虽引入误差,但经济。
（3）简化细节特征 忽略倒角、圆孔等细节特征。