《产品设计cae实例》ppt课件

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1、产品设计2主讲人：曾富洪攀枝花学院29.3常用的有限元分析方法1)结构静力分析结构静力分析用来分析由于稳态外部载荷引起的系统或部件的位移、应力、应变和力。静力分析包括线性静力分析和非线性静力分析结构非线性可以分为：几何非线性，材料非线性和状态非线性三种类型。39.3常用的有限元分析方法1)结构静力分析几何非线性指物体在外部载荷作用下所产生的变形与其本身的几何尺寸相比不能忽略时，由物体的变形引起的非线性响应。材料非线性指物体材料变形时，材料所表现的非线性应力应变关系。常见的材料非线性有弹塑性、超弹性、粘弹塑性等。许多因素可以影响材料的非线性应力-应变关系，如加载历史、

2、环境温度、加载的时间总量等。49.3常用的有限元分析方法1)结构静力分析状态非线性是指结构表现出来的一种与状态相关的非线性行为，如二个变形体之间的接触。随着接触状态的变化，其刚度矩阵发生显著的变化59.3常用的有限元分析方法2)结构动力分析结构模态分析用于确定结构或部件的振动特性（固有频率和振型）。它也是其它瞬态动力学分析的起点，如谐响应分析、谱分析等。结构模态分析中常用的模态提取方法有：幂扫描法、子空间(Subspace)法、分块的兰索斯(BlockLanczos)法、PowerDynamics法、豪斯霍尔德(ReducedHouseholder)法、Damped

3、法以及Unsysmmetric法等。69.3常用的有限元分析方法2)结构动力分析谐响应分析用于分析连续的周期载荷在结构系统中产生的连续的周期响应（谐响应），以及确定线性结构承受随时间按正弦（简谐）规律变化的载荷时稳态响应的一种分析方法，这种分析只计算结构的稳态受迫振动，不考虑发生在激励开始时的瞬态振动，谐响应分析是一种线性分析，但也可以分析有预应力的结构。79.3常用的有限元分析方法2)结构动力分析瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确定承受任意随时间变化载荷的结构的动力学响应的一种方法。可用瞬态动力学分析方法确定结构在静载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下

4、的随时间变化的位移、应变、应力及力。89.3常用的有限元分析方法3)热分析及热应力分析热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量获取或损失，热梯度、热流密度（热通量）等。稳态传热分析。在稳态传热分析中，系统的温度场不随时间变化。稳态传热分析用于研究稳定的热载荷对系统或部件的影响。稳态传热分析的有限元计算可以确定由稳定的热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数。99.3常用的有限元分析方法3)热分析及热应力分析瞬态传热分析。瞬态传热分析中，系统的温度场随时间明显变化。瞬态传热分析的有限元可以计算一个系统随时间变化的温度场及其它热物理参数。在

5、工程中一般用瞬态传热分析计算温度场，并将其结果作为热载荷进行应力分析。109.4著名CAE软件介绍1）ANSYS软件JohnSwanson于1970年在美国宾夕法利亚州的匹兹堡创建了ANSYS公司，30多年来ANSYS公司致力于设计分析软件的开发，目前ANSYS软件融结构、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(1)结构静力分析：(2)结构动力分析(3)结构非线性分析(4)动力学分析(5)热分析(6)电磁场分析(7)流体力学分析(8)声场分析(9)压电分析：119.4著名CAE软件介绍2)ADINA软件K.J.Bathe于1986年在美国马萨诸赛州

6、Watertown成立了ADINAR&D公司，ADINA是AutomaticDynamicIncrementNonlinearAnalysis的首字母缩写。ADINA软件专注求解结构、流体、流体—结构耦合等复杂的非线性问题。(1)静力、动力分析(2）结构屈曲分析(3)断裂力学分析(4)CFD流动分析(5）流-固耦合分析(6）渗流（结构-渗流-温度场耦合）分析(7)温度场129.4著名CAE软件介绍3）ABAQUS软件ABAQUS是由美国Hibbitt、Karlsson&Sorensen（HKS）公司开发并且提供售后服务的先进的通用有限元程序系统。(1)静态应力/位移

7、分析(2)动态分析(3)粘弹性-粘塑性响应分析(4)热分析(5)质量扩散分析(6)耦合分析(7)非线性动态应力-位移分析(8)瞬态温度-位移耦合分析(9)准静态分析(10)退火成型过程分析(11)海洋工程结构分析(12)水下冲击分析(13)疲劳分析(14)设计灵敏度分析139.4著名CAE软件介绍4)MSC.NASTRAN分析软件NASTRAN分析软件是MSC公司的拳头产品，MSC.NASTRAN的主要功能模块有:基本分析模块(含静力、模态、屈曲、热应力、流固耦合及数据库管理等)。动力学分析模块、热传导模块、非线性分析模块、设计灵敏度分析及优化模块、超单元分析模