资源描述：
《【论文】CAE概论结业论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、CAE概论结业论文在科学研究或解决工程中的问题时，我们通常采用理论分析、实验分析、数值分析三种方法对工程或问题做出一定判断，保证研究质罐和产品、工程的质量。理论分析即建立物理、数学模型，采用数理公式得到答案，这一过程简单快速花费较小，在以往较简单的工程川较为实用，但对于复杂结构或未知领域的分析就显得捉襟见肘。因此，人们开始注重实验分析。通过人最模拟试验，发现并总结出其屮的规律使得近两三百年来西方自然科学、人文科学方面得到巨大发展。不过实验研究法在复杂结构的模拟时耗时耗力，投入与产出比过大，在追求以较低投入获取较大产出的现代社会，降低产品
2、、工程研发周期并较少消耗就显得尤为重要。上世纪六十年代开始发展的CAE技术通过对研究体某一部分的应力分析，与材料屈服强度比对，得出产品或工程的安全性，部分地解决了上述减少分析投入经费、缩短分析时间的问题。经过近半个世纪的发展，这一领域已经得到了长足发展。注释：1）应力：应力泄义为“单位而积上所承受的附加内力”。公式记为—AFJ/AAI其屮，工表示应力；AFJ表示在J方向的施力；AAI表示在I方向的受力面积。2）屈服强度：在不引起塑性变形的悄况卜•，材料能承受的最大应力值，成为材料的屈服强度。CAE概念及研究方法概念CAE,即计算机辅助工
3、程，英文全拼为ComputerAidedEngineering,指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。而CAE软件件可作静态结构分析，动态分析；研究线性、非线性问题；分析结构（固体）、流体、电磁等。（摘自百度百科）简单说，就是利用计算机软件分析工程或产品力学的性能以便得H淇安全性、使用寿命等，并提供可行的优化方案，以提升工程和产晶性能，减少成本。CAE与计算力学、计算数学、工程科学、工程管理学现代计算技术等学科均冇交叉。研究方法CAE可应用于在线性条件、非线性条件下对结构的静态分析和动态分析，分析范围包
4、括固体结构、流体、电磁等物理场，其核心为有限元法。CAE的结构有限元分析的理论与方法的应用一般包括5步：1观察事物响应的物理现彖;2、建立计算模型以便对这些现象进行数值仿真;3,发展并集合硬件和/或软件来实现计算模型;4、后处理并解释计算模型的结果;5,利用计算结果分析并进行结构优化设计。从工程角度來看,CAE有限元法求解工程问题的基本过程主要包括：要分析的结构的有限元离散化（前处理）,有限元方程的建立与求解（有限元分析）,计算结果的处理（后处理）。（摘口《有限元技术有CAE技术基础》，清华大学出版社）前处理过程籍分析对象的冇限元网格剖
5、分与数据生成。应用图形软件（CAD）首先对工程或产品进行实体建模,进而建立有限元分析模型。其川包括直接实体建模与参数化建模,构建的布尔运算,有限元网格的自动剖分,节点自动编号与节点参数自动牛成,荷载与材料参数直接输入与公式参数化输入,有限元分析荷载数据的生成,有限元分析文件的生成与导出等。此部分一般占用整个过程的40%到45%o冇限元分析即针对冇限元模型进行单元分析,冇限元方程的总体组装,冇限元方程的求解以及获得有限元结果等。包括有限元单位库的建立、材料并及相关算法,约朿处理算法,有限元系统组装模块,静力、动力、振动、线性等问题与非线性
6、解法库。大型CAE软件在实行有限元分析时，人都根据工程问题的物理、力学和数学特征将其分解为若干了问题,由不同的有限元分析了系统完成。一般包括线性静力分析了系统、动力分析了系统、振动模态分析了系统、热分析了系统、电磁分析了系统、流体力学分析子系统、非线性分析子系统和优化设计分析子系统等。这_部分一般占整个过程的5%左右。后处理过程即根据工程或产品模型与设计要求对•有限元分析结果进行用户所耍求的加工和检查,并以图形等方式将结果提供给用户,辅助用户判定计算结果与设计方案的合理性。具体包括有限元分析结果的数据平滑,各种物理量的加工与显示，如结构
7、变形图、应力分布图和动力振动图等,正对工程或产品设计的耍求为工程规范对结果进行校核,根据计算结果进行设计优化与模型修改,还包括计算解雇的文档整理等。（摘H《有限元技术有CAE技术基础》，清华大学出版社）CAE分为流休CAE（CFD）、固体CAE（CSD）、流固耦合CAE。流体CAE又分为非粘性液体方面和粘性液体方面。CFD作为工具用于求解偏微分方程——NS方程（描述黏性不可压缩流体动量守恒）。其研究步骤为：1、建立控制方程（NS方程、LB方程）；2、通过CAD等建模以确定边界条件；3、利用网格生成软件划分计算网格，生成计算节点；4、建立
8、离散方程，求解器利用FDM（冇限差分法）、FVM（冇限体积法）得岀计算结果；5、得到离散方程初始状态和边界条件。CSD包括弹性变化（线性）和非弹性变化（非线性变化），后者乂包括物理非线性、儿何非线性、边界条
