CAE的综述.ppt

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1、第七组：CAE的综述CAE的简介CAE的基本过程CAE分析的步骤CAE作用2021/10/7机电工程与自动化学院1一、CAE的简介CAE(ComputerAidedEngineering）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。2021/10/7机电工程与自动化学院2CAE软件静态的结构分析、动态结构分析研究线性非线性问题分析固体、流体、电磁动力响应、热传导等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

2、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2021/10/7机电工程与自动化学院32、CAE的基本过程形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域通过将连续体离散化，把求解连续体的场变量（应力、位移、压力和温度等）问题简化为求解有限的单元节点上的场变量值得到的基本方程是一个代数方程组，求解后得到近似的数值解表示应力、温度、压力分布的彩色明暗图2021/10/7机电工程与自动化学院43、CAE分析的步骤前处理：对工程或产品进行建模，建立合理的有限元分

3、析模型。有限元分析：对有限元模型进行单元特性分析、有限元单元组装、有限元系统求解和有限元结果生成。后处理：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要求的加工、检查，并以图形方式提供给用户，辅助用户判定计算结果与设计方案的合理性2021/10/7机电工程与自动化学院54、CAE的作用增加设计功能，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；缩短设计和分析的循环周期；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；采用优化设计，找出产品设计最佳方

4、案，降低材料的消耗或成本；在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题；模拟各种试验方案，减少试验时间和经费；进行机械事故分析，查找事故原因。2021/10/7机电工程与自动化学院6CAE的功能结构CAE的功能结构计算机辅助工程计划管理计算机辅助工程设计计算机辅助施工管理工程文档管理计算机辅助工程计划管理包括工程项目的可行性论证、标书、成本与报价、工程计划进度、各子项工程计划与进度、预决算报告等。计算机辅助工程设计包括工程的设计指标、工程设计的有关参数及CAD系统，在CAD系统中应强调设计人员的主导作用，同时注重计算机所提供的支撑与帮助，以在最短的时间内拿出最优的设计方案

5、来。同时，还要注意设计数据的提取和保存，以使其有效地服务于工程的整个生命周期。计算机辅助施工管理包括工程进度、工程质量、施工安全、施工现场、施工人员、物料供给等方面的管理、控制和调度。它涉及到工程管理学、运筹学、统计学、质量控制等科学技术。工程文档管理是指在一个工程运行过程中将提交的各类文档进行收集管理控制的过程。计算机图形技术三维实体造型数据交换技术工程数据管理技术管理信息系统关键技术计算机图形技术CAE系统中表达信息的主要形式是图形，特别是工程图。在CAE运行的过程中，用户与计算机之间的信息交流是非常重要的。交流的主要手段之一是计算机图形。所以，计算机图形技术是C

6、AE系统的基础和主要组成部分。工程设计项目和机械产品都是三维空间的形体。在设计过程中，设计人员构思形成的也是三维形体。CAE技术中的三维实体造型就是在计算机内建立三维形体的几何模型，记录下该形体的点、棱边、面的几何形状及尺寸，以及各点、边、面间的连接关系。三维实体造型数据交换技术CAE系统中的各个子系统，个个功能模块都是系统有机的组成部分，它们都应有统一的几类数据表示格式，是不同的子系统间、不同模块间的数据交换顺利进行，充分发挥应用软件的效益，而且应具有较强的系统可扩展性和软件的可再用性，以提高CAE系统的生产率。各种不同的CAE系统之间为了信息交换及资源共享的目的，

7、也应建立CAE系统软件均应遵守的数据交换规范。国际上通用的标准有GKS、IGES、PDES、STEP等。工程数据管理技术CAE系统中生成的几何与拓扑数据，工程机械，工具的性能、数量、状态，原材料的性能、数量、存放地点和价格，工艺数据和施工规范等数据必须通过计算机存储、读取、处理和传送。这些数据的有效组织和管理是建造CAE系统的又一关键技术，是CAE系统集成的核心。管理信息系统EconomicsPsychological工程管理的成败，取决于能否做出有效的决策。一定的管理方法和管理手段是一定社会生产力发展水平的产物。市场经济环境中企业的竞争不仅是人才与