材料成型CAE复习.doc

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1、题型一、名词解释本题5小题，每题3分，共15分二、选择题共5题；每小题2分，共10分三、填空题本题共15空，每空1分，共15分四、简答题本题4小题，每题10分，共40分五、论述题共1题，本题20分暂定第20周周二晚上，18:00-19:30，专业英语考试周三晚上,18:00-19:30，材料成型CAE技术及应用A考试具体地点另外通知。复习重点内容如下。铸造模拟软件部分主要看这几页资料，塑料模拟软件要根据我提的重点，复习教材中相关内容。16第一章CAE概念、应用、发展历史及发展趋势一、介绍本课程的主

2、要内容。1、CAE技术概述；2、铸造CAE研究概况；3、铸造成形数值模拟的原理；4、CAE的前期准备；5、Anycasting软件的使用。二、介绍CAE技术CAD、CAE、CAM等技术在铸造领域已得到广泛的应用，并已成为铸造学科的技术前沿和最为活跃的研究领域。它们分别指计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程CAE（ComputerAidedEngineering）、计算机辅助制造CAM。1、计算机辅助设计CAD：是以计算机为主要手段来辅助设计者完成某项设计工作的建立、修改、分析和优化、信息输出等全部

3、任务的综合性高新技术。它的主要研究内容包括造型技术、优化设计、综合评价和信息交换等方面。造型技术：以各种数字化的图形来表达设计方案，在解决了二维图形问题之后，目光集中在三维的图形技术方面，曲面造型、实体造型、特征化造型、参数化设计等。优化分析：在工程设计中要进行各种分析，包括力学、传热学、流体力学等。现在可以把各种优化分析的专用软件集成到计算机辅助设计系统中去，使设计者在设计的同时进行充分地分析、优化所设计的方案。综合评价：先进的CAD软件提供分块、分层、剖切功能，三维CAD系统具备的实时旋转、缩

4、放功能，使设计者感觉就像是面对完全真实的物体，可以剖视他们的内部结构，进行各种校验和评价。也可以仿真各个零件的装配过程，给出准确的装配关系，自动检测干涉情况，为设计方案的修改提供准确的指导。信息交换：CAD与CAD之间、CAD与CAE、CAD与CAM之间可以进行信息沟通和资源共享。2、计算机辅助工程CAE，主要以有限元分析技术为基础，综合了迅速发展中的计算力学、计算数学、相关的工程管理学与现代计算技术而形成的一门综合性、知识密集型的学科。又称模拟仿真技术。主要是通过构造能够准确描述研究对象的某一过

5、程或属性的数学模型，利用合适的求解方式，设置合理的边界条件和初始条件，得到研究对象的某一过程或属性的求解结果。预测可能产生的问题和发展趋势，提出科学、合理的对策、建议、方法。主要研究内容有：有限元分析：用有限元对产品结构的静态特性、动态特性、强度、振动、热变形、磁场强度、流场等进行分析和研究，改进产品设计、优化工艺方案。模拟仿真：通过建模、求解、分析，模拟实际过程，优化产品设计和工艺方案。模拟仿真方法有有限差分法，边界元法等。优化设计：用参数优化法进行方案优选。三维运动机构的分析和仿真：对机构的运

6、动参数、运动轨迹、干涉校核进行研究，为人们设计机构时提供直观的、可以仿真或交互的设计技术。163、计算机辅助制造CAM：利用计算机对制造过程进行设计、管理和控制，包括工艺设计、数控编程和机器人编程等内容。工艺设计主要是确定零件的加工方法、加工顺序和所用设备。只要将铸件图样、铸型材料、铸造合金热物性参数、凝固特性及数学模型等输入计算机，即可计算出合理的浇冒口系统。运用相应的数值模拟技术可对设计的工艺进行屏幕试浇，模拟铸件凝固过程，预测凝固缺陷、微观组织、残余应力；再利用先进的图像显示技术对屏幕试浇结

7、果做逼真的三维图像显示，对缺陷位置、程度进行全面的评估，从而提出工艺改进措施，进行新一轮工艺设计优化、屏幕试浇、工艺校核。CAD、CAE、CAM的综合利用，可以从全局出发，优化产品设计、提高产品质量、缩短制造周期。CAE工程分析是现代装备制造业中的一项重要内容，也是现代设计和制造领域内必不可少的关键步骤，一般在CAD之后，CAM之前进行。铸造成型CAE一、什么是铸造成型CAE铸造成型CAE是基于有限分析（有限元及有限差分技术）的模拟优化技术，包括充型过程模拟、凝固过程模拟、应力应变分析、微观组织模

8、拟等，为制定合理的铸造工艺提供有力的指导。二、数值模拟的步骤是：1、分析实际问题，建立能反映此问题的物理模型2、根据物理模型找出支配过程的主要参数并建立能描述实际过程的基本方程或数学模型3、寻求说明此实际过程的各项单值条件，如几何条件、物性条件、初始条件、边界条件等4、将基本方程所涉及的区域在空间上和时间上进行离散化处理，使之形成一系列的微小单元或节点5、在所有单元上建立由基本方程及定解条件转换而成的数值计算方程组6、选用适当的计算方法求解方程组7、结果处理成各种数据、图形或其他文