最新CAE技术在企业的应用PPT课件.ppt

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1、CAE技术在企业的应用内容1.CAE概述2.CAE软件的功能及技术发展趋势3.CAE技术在企业的应用4.车轮公司CAE技术的应用1.CAE概述1.1什么是CAE？CAE是ComputerAidedEngineering的缩写，中文翻译为计算机辅助工程。CAE是一种迅速发展的信息技术，从字面上讲它包括工程和制造业信息化的所有方面，但是传统的CAE主要指用计算机对工程和产品的功能、性能与安全可靠性进行计算、优化设计，对未来的工作状态和运行行为进行模拟仿真，及早发现设计缺陷，改进和优化设计方案，证实未来工程或产品的可用性与可靠性。一、CAE概

2、述1.2有限元与CAECAE分析方法有限元法（FiniteElementMethod）有限差分法（FiniteDifferenceMethod）边界元法（BoundaryElementMethod）目前应用最多、最广的就是有限元法，所以有时也把CAE称为有限元分析，有限元法通常称为FEM（FiniteElementMethod），有限元分析称为FEA（FiniteElementAnsys）。一、CAE概述1.2有限元与CAE有限元分析是利用数学的方法对真实物理系统进行模拟。有限元模型：真实系统理想化的数学抽象有限元模型真实系统一、CAE

3、概述1.3有限元分析过程有限元方法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。有限元分析过程后处理求解前处理典型的有限元软件分析流程几何模型的建立模型数据导入几何模型修补网格生成边界条件定义问题求解结果可视化前处理求解CAD软件PDM数据库通用数据扫描数据自身建模CAD接口：直接接口、中间接口缝补丢失的面、体去特征（倒角、小孔、凸台等）分割体、面自动、半自动网格六面体网格特殊单元（焊接单元、弹簧阻尼单元、接触单元）材料、约束、载荷、初始条件机构运动学结构

4、热计算流体动力学(CFD)电磁耦合场(散热、声场)等值线或云图结果查询结果列表动画图表时间历程曲线后处理2.CAE软件的功能及技术发展趋势2.1CAE软件的功能结构分析热分析电磁分析流体分析(CFD)耦合场分析-多物理场优化分析2.1CAE软件的功能2.1.1结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反作用力等静力分析模态分析响应分析动力学分析专项分析:断裂分析,复合材料分析，疲劳分析，焊接分析，板料成形分析2.1CAE软件的功能2.1.1结构分析FE-SAFE疲劳分析RecurDyn多体动力学LS-DYNA碰撞/成型Mechanical

5、刚强度/振动焊接残余应力分析（Sysweld）结构与焊缝布置焊接过程的温度分布与轴向残余应力多工步拉延分析（Dynaform）第二次成形切边翻边-最终工序第一次成形2.1CAE软件的功能2.1.2热分析计算物体的稳态或瞬态温度分布，以及热量的获取或损失、热梯度、热通量等，热分析之后往往进行结构分析,计算由于热膨胀或收缩不均匀引起的应力。热分析功能:相变(熔化及凝固),内热源(如电阻发热等)三种热传递方式(热传导、热对流、热辐射)淬火分析（Ansys）淬火3.06min时的马氏体分布淬火3.06min时的温度分布2.1CAE软件的功能2.

6、1.3电磁分析计算电磁场，考虑的物理量主要是磁通量密度、磁场密度、磁力、磁力矩、阻抗、电感、涡流、能耗及磁通量泄漏等。电场分析-计算电阻或电容系统的电场静磁场分析-计算直流电（DC)或永磁体产生的磁场交变磁场分析-计算由于交流电(AC)产生的磁场瞬态磁场分析-计算随时间随机变化的电流或外界引起的磁场高频电磁场分析-用于微波及RF无源组件，波导、雷达系统、同轴连接器等分析.2.1CAE软件的功能2.1.3电磁分析LinFlow颤振分析EMAG有限元法CableMod电缆EMC/SIPCBModPCBEMC/SIFEKO矩量法2.1CAE软

7、件的功能2.1.4流体分析(CFD)用于确定流体的流动及热行为。CFD-计算流体动力学声学分析容器内流体分析流体动力学耦合分析2.1CAE软件的功能2.1.4流体分析(CFD)CFX精确/快速LinFlow颤振分析CART3D飞行器预研AutoReaGas气体燃爆2.1CAE软件的功能2.1.5耦合场分析考虑两个或多个物理场之间的相互作用。如在压电力分析中，需要同时求解电压分布（电场分析）和应变（结构分析）。其他需要耦合场分析的典型情况有:热—应力分析流体—结构相互作用感应加热（电磁—热）,感应振荡2.1CAE软件的功能2.1.5耦合场

8、分析流固耦合涡轮机械流-固-热耦合电弧焊结流体电磁2.1CAE软件的功能2.1.6优化分析在给定的条件下实现产品最佳效果，设计目标包括质量、体积、应力等。拓扑优化：在给定设计空间内找出最佳的材料分布形貌优化