CAE基础培训(最全)

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。
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）
流场分析、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
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、LSesh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.
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
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
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 2017城年5堡月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、
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
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；
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。