CAE及其软件基本知识

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CAE知识点总结

CAE知识点总结

CAE知识点总结1.CAE作用:在模具加工前,在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析,准确预测熔体的填充、保压、冷却情况,以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题,及时修改制件和模具设计,而不是等到试模以后再返修模具。

(或者是它能够在产品设计阶段及开模之初,利用计算机对整个成型过程进行分析拟准确预测模具可能出现的问题,并能够为设计者提供可靠地解决方案。

)2.CAE的基本流程:前处理——分析计算——后处理注塑成型CAE的作用:优化塑料制品设计、优化塑料模具设计、优化注射工艺参数。

热注塑成型过程:把塑料原料加入注射机料筒中,经过螺杆的旋转使塑料向前输送,同时机筒加热使其溶化成熔体,储存在注射机筒前端,当螺杆作为加压工具快速向前推进时,塑料熔体已告压通过喷嘴注入磨具型腔中经过冷却、凝固后从磨具中脱出,成为塑料制品。

热注塑成型过称分为以下阶段:(1)塑化阶段(2)注射充模阶段(3)冷却凝固阶段(4)脱模阶段3.注塑成型工艺参数:(1)温度:机筒温度、喷嘴温度、模具温度;(2)压力:塑化压力、注射压力、保压压力;(3)时间(成型周期):注射充模时间、保压时间、冷却时间、预塑时间以及其他辅助时间(开模、脱模、嵌件安放、闭模)。

4.一般CAE软件的结构,分为几个模块?前处理模块---给实体建模与参数化建模,构件的布尔运算,单元自动剖分,节点自动编号与节点参数自动生成,载荷与材料参数直接输入有公式参数化导入,节点载荷自动生成,有限元模型信息自动生成等。

有限元分析模块---有限单元库,材料库及相关算法,约束处理算法,有限元系统组装模块,静力、动力、振动、线性与非线性解法库。

大型通用题的物理、力学和数学特征,分解成若干个子问题,由不同的有限元分析子系统完成。

一般有如下子系统:线性静力分析子系统、动力分析子系统、振动模态分析子系统、热分析子系统等。

后处理模块---有限元分析结果的数据平滑,各种物理量的加工与显示,针对工程或产品设计要求的数据检验与工程规范校核,设计优化与模型修改等。

CAE软件操作小百科(60)

CAE软件操作小百科(60)

CAE软件操作小百科(60)CAE软件操作小百科(60)随着计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,简称CAE)软件的广泛使用,它已成为工程师和研究人员在设计、分析和优化产品时不可或缺的工具。

在本篇文章中,我们将介绍一些常见的CAE软件操作技巧,以帮助读者更好地进行工程仿真。

一、模型准备要进行CAE分析,首先需要准备一个合适的模型。

这包括选择合适的CAD软件进行3D建模,并进行网格生成以适应分析要求。

在进行建模时,应注意几个方面:1. 几何处理:在导入CAD模型后,可能需要对模型进行几何处理,如修复模型中的不完整表面、删除不需要的细节等。

这样可以提高分析的准确性和稳定性。

2. 网格生成:网格生成是将CAD模型分割成许多小的单元(也称为网格)的过程。

好的网格质量能够有效地捕捉模型的几何特征,并提供准确的分析结果。

因此,应该选择合适的网格生成算法,并对生成的网格进行检查和优化。

二、边界条件和材料定义在进行分析之前,还需要定义边界条件和材料属性。

边界条件是指在分析中对模型施加的约束和加载。

材料属性是指定义材料的力学性质和本构关系。

在定义边界条件和材料属性时,应注意以下几点:1. 边界条件:边界条件可以包括约束、外部力、位移和温度等。

在施加约束和外部力时,需确保其与实际工况一致。

在定义位移和温度时,应根据具体分析需求进行设置。

2. 材料属性:材料的力学性质和本构关系对分析结果具有重要影响。

在定义材料属性时,应参考相关资料,并根据实际材料情况进行适当调整。

三、求解设置求解是指对模型应用数值方法进行求解的过程。

在进行求解设置时,有以下几个方面需要注意:1. 网格密度:网格密度决定了模型的精度和计算时间。

较精细的网格能够更准确地捕捉模型的细节,但计算时间较长。

应根据具体问题和计算资源的限制进行权衡。

2. 求解器选择:CAE软件提供了不同的求解器,如有限元法、边界元法等。

不同的求解器对于不同类型的问题有不同的适用性。

CAE软件操作小百科(49)

CAE软件操作小百科(49)

CAE软件操作小百科(49)CAE (Computer-Aided Engineering)软件是指利用计算机进行工程分析和设计的软件系统。

CAE软件设计主要包括CAD、CAE、CAM三部分,其中,CAD为计算机辅助设计;CAE为计算机辅助工程分析;CAM为计算机辅助制造。

在这个系列中,我们将通过一系列的文章帮助大家学习和了解CAE软件的基础知识和操作技能。

本篇文章将为大家介绍CAE软件操作小百科。

一、CAE软件的基本操作1. CAE软件的启动:双击桌面上的CAE软件图标或者通过开始菜单打开CAE软件。

2. CAE软件的模型导入:选择导入模型文件,将文件导入到软件中。

3. CAE软件的模型准备:对导入的模型进行准备,包括模型缩放、网格划分等等。

4. CAE软件的后处理:对模拟结果进行后处理,包括结果可视化、图形绘制等等。

1. CAE软件的键盘快捷键操作:通过键盘快捷键可以方便快捷地完成常见的操作,包括选择、旋转、缩放、平移等等。

2. CAE软件的标记和注释:标记和注释可以用于更好地理解模型和模拟结果,可以通过加标识、线条、颜色等方式进行处理,使得结果更易于读取。

3. CAE软件的过滤功能:过滤功能可以用于从大量的结果数据中筛选出所需要的数据,减少数据冗余,提高结果处理速度。

4. CAE软件的剖面与截面功能:剖面与截面功能可以用于更全面地展示模拟结果,以便更好地分析结果和进行优化。

1. 细心审查模型和模拟条件:在模拟之前,一定要细心审查模型和模拟条件,确保模型和条件符合要求,避免因为错误的模型和条件导致结果不准确。

2. 调整参数时要谨慎:在调整参数时要谨慎,特别要注意参数的范围和变化的速度,避免因参数范围不正确或变化过快导致结果的不准确或收敛不到。

3. 提高计算机的性能:CAE软件需要消耗较大的计算资源,为了保证计算的效率和精度,需要提高计算机的性能,例如增加计算机内存、更换显卡等等。

四、总结CAE软件操作小百科主要介绍了CAE软件的基础操作、常见操作技巧和注意事项,希望对大家在使用CAE软件过程中有所帮助,提高CAE软件的操作效率和精度。

CAE软件操作小百科(49)

CAE软件操作小百科(49)

CAE软件操作小百科(49)CAE软件是一种计算机辅助工程软件,用于实现产品设计、分析、优化和验证的工程技术领域。

它可以模拟产品的性能、受力状况、热特性等,为工程师提供了一个快速、准确的产品开发和优化的工具。

在工程领域,CAE软件是不可或缺的工具之一。

本文将介绍CAE软件的一些基本操作技巧,希望能够帮助大家更好地使用CAE软件进行工程设计与分析。

一、软件的基本操作1. 登录和界面打开CAE软件,输入用户名和密码进行登录。

登录成功后,会出现软件的工作界面,一般包括菜单栏、工具栏、绘图区域、属性区域等。

在初次使用时,可以通过菜单栏的“帮助”-“用户手册”来学习软件的基本操作和功能。

2. 创建新项目在进行工程设计与分析时,需要创建新的项目。

点击菜单栏的“文件”-“新建”来创建新项目,输入项目名称和相关参数后,即可创建新项目。

3. 导入模型通常情况下,我们会使用CAD软件绘制产品的三维模型,然后将模型导入到CAE软件中进行分析。

点击菜单栏的“文件”-“导入”来导入模型,选择要导入的文件后,即可将模型导入到CAE软件中。

4. 定义材料属性在进行产品分析时,需要定义产品的材料属性,如弹性模量、泊松比等。

点击菜单栏的“材料”-“定义材料”来定义材料属性,根据产品的物理特性输入相应的参数后,即可定义产品的材料属性。

5. 设置边界条件在进行产品分析时,需要设置产品的边界条件,如约束条件、受力条件等。

点击菜单栏的“分析”-“设置边界条件”来设置边界条件,根据产品的使用环境和受力情况设置相应的约束条件和受力条件。

6. 进行分析设置好材料属性和边界条件后,即可进行产品的分析。

点击菜单栏的“分析”-“开始分析”来进行分析,软件会根据设置的参数对产品进行分析,并给出分析结果。

7. 查看结果分析完成后,可以查看分析结果。

点击菜单栏的“结果”-“查看结果”来查看分析结果,可以查看产品的受力情况、应力分布、位移情况等,帮助工程师了解产品的性能状况。

CAE软件操作小百科(49)

CAE软件操作小百科(49)

CAE软件操作小百科(49)1. 基本修剪工具CAE软件中的基本修剪工具包括矩形、圆形、多边形修剪工具等。

使用这些修剪工具可以快速修剪几何体模型,并进一步优化其形状。

选择修剪工具后,将其拖动到需要修剪的模型中间,进行修剪即可。

2. 对称性工具CAE软件中的对称性工具可以让用户快速创建对称结构。

在进行对称操作之前,需要先定义对称面或对称轴。

然后,选择对称性工具,将其拖动到需要创建对称结构的对象上。

接下来,根据提示操作,即可完成对称操作。

3. 剖分工具剖分工具可以将几何体模型切割成两个或多个部分。

在CAE软件中,剖分可用于将几何体模型分成多个部分,以便于进一步分析、优化或制造。

要使用剖分工具,请首先选择需要剖分的模型,接着在工具栏中选择剖分工具并拖拽到模型上,根据提示进行操作即可。

4. 镜像工具镜像工具可以用于将几何体模型沿对称面或对称线镜像,以快速创建对称结构。

要进行镜像操作,首先选择需要镜像的几何体模型,然后在工具栏中选择镜像工具,并拖拽到模型的对称面上进行操作。

5. 合并、相加和减6. 平移、旋转和缩放平移、旋转和缩放是CAE软件中经常使用的基本操作工具。

平移工具用于在二维或三维平面上移动模型,旋转工具用于将模型沿任意轴旋转,缩放工具用于放大或缩小模型。

要使用这些工具,请选择需要操作的模型,然后在工具栏中选择对应的工具,并根据提示进行操作即可。

7. 选取工具在CAE软件中,有很多选取工具,包括框选、拉框选、单击选取、框选、手动选取等。

使用这些工具可以快速、简便的选取需要的几何体模型,进行后续操作。

需要选择工具,在工具栏中选择对应工具即可。

8. 仿射变换工具仿射变换工具可以对几何体模型进行多种变换,包括旋转、缩放、翻转等。

要使用仿射变换工具,请选择需要变换的模型,在工具栏中选择仿射变换工具,并根据提示进行操作。

9. 元素生成工具10. 曲线绘制工具CAE软件中曲线绘制工具可以用于绘制任意曲线,包括多边形、圆弧、贝尔曲线等,可以用于定义或优化几何体模型的形状。

CAE软件操作小百科(47)

CAE软件操作小百科(47)

CAE软件操作小百科(47)CAE软件是计算机辅助工程软件的缩写,是一种在工程设计和分析中广泛应用的软件工具。

它可以帮助工程师们进行数字化设计、模拟分析和优化,并且在产品开发的各个阶段都有着重要的作用。

本文将介绍一些关于CAE软件操作的小百科,旨在帮助初学者更好地了解CAE软件的使用方法和技巧。

一、CAE软件的基本概念1. CAE软件是什么?CAE软件是计算机辅助工程软件的缩写,是一种用于工程设计和分析的软件工具。

它通常包括了CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助工程)和CAM(计算机辅助制造)等多个功能模块,可以帮助工程师们进行数字化设计、模拟分析和优化。

2. CAE软件的应用领域CAE软件广泛应用于机械、航空航天、汽车、船舶、电子、建筑和生物医学等各个领域。

它可以帮助工程师们在产品设计和制造的各个阶段进行数字化仿真,快速验证设计方案,提高产品的质量和效率。

CAE软件可以帮助工程师们在设计过程中快速验证方案,节省成本和时间。

它还可以对产品的性能和可靠性进行预测,优化产品设计,并且可以帮助工程团队进行协同设计和模拟分析。

1. ANSYSANSYS是国际上最著名的有限元分析软件之一,被广泛应用于工程领域。

它提供了强大的有限元分析和计算流体力学等仿真功能,可以帮助工程师们进行结构强度、热分析、动力学等多个领域的仿真分析。

2. SIMULIASIMULIA是达索系统公司(Dassault Systemes)旗下的CAE软件品牌,提供了结构仿真、多物理场仿真、多尺度仿真等多个功能模块,可以帮助工程师们进行复杂的仿真分析。

3. MSC SoftwareMSC Software是美国MSC软件公司的产品品牌,提供了Adams、Nastran、Patran等多个仿真软件,广泛应用于汽车、航空航天、船舶等领域。

西门子PLM软件是德国西门子公司的产品品牌,提供了NX、Femap、LMS等多个仿真软件,涵盖了整个产品开发的各个阶段。

CAE各软件介绍全解读

CAE各软件介绍全解读

CAE各软件介绍全解读CAE(计算机辅助工程)是一种利用计算机仿真技术来辅助工程师进行工程设计、分析和优化的方法。

CAE软件是实现这一目标的关键工具,用于模拟各种物理现象和工程场景,从而帮助工程师进行设计和分析。

下面是对几款常见的CAE软件进行介绍。

1.ANSYS:ANSYS是一款综合性的CAE软件,具有丰富的分析工具和模块,用于解决各种工程问题。

它可以模拟结构分析、流体力学、电磁场、声学等多个领域,并且支持多物理场耦合分析。

ANSYS具有强大的前后处理功能,可以对模型进行建模、网格划分、结果分析等,同时还提供了优化和参数化建模功能。

2. MSC Software(Nastran、Patran):MSC Software是一系列用于结构和动力学分析的CAE软件的统称。

其中,Nastran是一款强大的有限元分析软件,用于结构分析和优化;Patran是一个前后处理软件,用于建模、网格生成和结果后处理。

这两款软件通常搭配使用,可以进行复杂的结构动力学分析和优化。

3. Siemens PLM Software(NX CAE、Femap):Siemens PLM Software 提供了一系列用于CAE的软件工具。

NX CAE是一款功能强大的CAE软件,支持多物理场耦合分析,如传热、流体力学、结构等,并集成了优化和参数化建模功能。

Femap是一款前后处理软件,用于建模、网格划分和结果后处理。

NX CAE和Femap的结合可以实现全流程的CAE分析。

4. Altair HyperWorks:Altair HyperWorks是一个集成的CAE软件套件,包含了多个模块和工具,可用于多领域的工程分析。

它具有强大的优化和参数化建模功能,支持流体力学、结构和多物理场耦合分析。

HyperWorks还提供了高效的前后处理功能,并与多种CAD软件进行无缝集成。

5. COMSOL Multiphysics:COMSOL Multiphysics是一款用于多物理场耦合模拟的CAE软件。

CAE软件操作小百科(47)

CAE软件操作小百科(47)

CAE软件操作小百科(47)本篇文章将为大家介绍 CAE 软件中常见的一些操作技巧以及窗口功能,帮助大家更好地使用 CAE 软件完成工作。

1. 窗口和面板——CAE 软件的界面通常由多个窗口和面板组成。

您可以通过单击、拖动或调整窗口大小来重新排列窗口或面板,以适应您的工作流程。

2. 视图控制——视图控制可以帮助您在三维空间中查看模型,并更好地理解设计意图。

您可以通过转动中间鼠标按钮或使用控制面板上的按钮来缩放、旋转和平移视图。

3. 模型导入——处理/转换/导入 CAD 模型是 CAE 软件中常见的操作。

您可以使用软件中的导入向导或指定特定的 CAD 文件格式来导入您的模型。

4. 材料属性库——大多数 CAE 软件都包含一个材料属性库,您可以在其中找到各种实验室或手册中标准的材料和力学性质数据。

5. 截图和动画制作——大多数 CAE 软件都支持截图和动画制作。

您可以使用这些功能来记录和演示模型的行为,以便与同事和客户分享。

6. 剖面分析——剖面分析是一种重要的技术,用于获取模型内部的物理信息。

您可以通过在模型上指定一个平面来进行剖面分析,并在截面上查看压力、应变等。

7. 条件设置——在进行仿真分析之前,需要定义一些条件,如约束条件、载荷条件和边界条件。

您可以使用软件提供的条件库或者根据实际条件自行定义。

8. 网格生成——大多数 CAE 软件都包含一个自动网格生成工具,可以根据模型的几何形状、材料属性和分析类型自动生成网格。

另外,您可以手工调整网格或使用外部网格软件进行优化处理。

9. 模拟运行——模拟运行是 CAE 软件中的核心操作,它用于确定模型的物理特性,如应力、应变和位移等。

模拟运行的结果可以反映模型在实际情况下的行为。

10. 结果分析和后处理——结果分析和后处理是 CAE 软件的最后一步,您可以在分析结果中查看模型的行为,并进行数据处理、图表输出等。

另外,您还可以将结果与实验数据进行比较,并对模型进行优化改进。

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有限元分析---有限元分析----基本原理 ----基本原理
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。由于单元的数目是有限的,节点的数目也是有限 的,所以称为有限元法。这种方法灵活性很大,只要改变单元的数目, 就可以使解的精确度改变,得到与真实情况无限接近的解
CAE软件 CAE软件 CAE软件可作静态结构分析,动态分析;研究线性、非线性问题; CAE软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 软件可作静态结构分析 固体)、流体、 )、流体 (固体)、流体、电磁等 Hyperworks,主要做前处理(分单元加载荷加约束)和后处理( Hyperworks,主要做前处理(分单元加载荷加约束)和后处理(看输出结 果和仿真) 果和仿真) Pro/ENGINEER Mechanica 综合的CAE软件,Pro/ENGINEER包含完整的 综合的CAE软件 Pro/ENGINEER包含完整的 软件, CAD/CAM功能 CAD/CAM功能 Ansys,很经典的CAE,国内应用最广,客户成熟度最高, Ansys,很经典的CAE,国内应用最广,客户成熟度最高,尤其是在高校科 研领域。2006年收购了 年收购了Fluent,2008年收购了 -SOFT。Fluent是应用最 年收购了AN 研领域。2006年收购了Fluent,2008年收购了AN-SOFT。Fluent是应用最 广的流体分析软件,AN-SOFT是应用最广的电磁分析软件 是应用最广的电磁分析软件。 广的流体分析软件,AN-SOFT是应用最广的电磁分析软件。在收购整合的过 程中,Ansys的多物理场耦合成为一大特色 的多物理场耦合成为一大特色。 程中,Ansys的多物理场耦合成为一大特色。 ADINA,强大的非线性功能 ADINA,强大的非线性功能、能做直接流固耦合 强大的非线性功能、 Nastran, Nastran,线性问题求解器 美国国家航空航天局 Abaqus,强大的非线性复杂动态问题求解器,专门汽车分析模块, Abaqus,强大的非线性复杂动态问题求解器,专门汽车分析模块,
数据前处理
数据前处理的基本要求
有限元前处理就是建立分析对象的有限元模型,用数据文件加以表示,供分析软件输入使用。
有限元数据前处理计算机化的基本内容有:
(1)构造计算对象的几何模型。由前处理软件提供交互式图形输入功能,在终端屏幕上人机交互地构 建几何模型,同时生成几何模型的描述数据。 (2)自动划分有限元网格。这是有限元前处理软件的主要功能。目前已有许多网格生成算法,但是对 任意形状结构,特别是三维实体,如何自动划分网格,并 对网格的密度、分布和单元质量有效地加以控 制,只有少数软件具有这功能。通常是用迭 代法 、人机交互方式逐步优化。网格划分方法应当适应结 构特点,根据计 算和分析软件的要求生成各种类型单元。网格的疏密分布应由用户控制,并可在局部区 域加密。应当有检查单元质量,对结点优序编号等功能,并尽可能减少用户的数据输入。针对某些特定 结构采用特殊的简化实用方法,可以形成有效的专用前处理功能模块。 (3)生成有限元属性数据。载荷数据、材料数据、边界条件描述数据等,就是与网格一起构成有限元 模型的属性数据。有限元属性数据是同网格相关连的,可以结合具体的网格划分算法,由程序计算生成 属性数据。例如,每个单元的材料(或厚度)的类别编号,在划分网格形成单元数据时,就可加以标定。 板、壳单元上承受的分布载荷,可根据结点坐标由程序计算出相应的等效结点力数据。在网格划分程序 中增加属性数据生成的功能,可进一步完善有限元数据的前处理。有限元属性数据生成的具体实现,包 含如何定义属性数据和计算生成分析软件所要求格式的描述数据文件两方面内容,可以将人机交互与程 序处理结合起来,并且同几何造型、产品模型、网格生成算法联系起来。 (4)为其他应用生成必要的数据。例如,在结构形状优化、自适应分析、成型过程数值模拟等计算过 程前处理中,往往需要修改网格或重新划分网格。在有限元数据前处理中要为网格重新划分或局部修改 准备必要的数据,如结点、单元同初始几何模型的关系描述信息等。
有限元分析基本步骤
在数据输入阶段,通常需要输入的数据有: (1)控制数据:如结点总数、单元总数、约束条件 总数等 (2)结点数据:如结点编号、结点坐标、约束条件 等 (3)单元数据:如单元编号、单元结点序号、单元 的材料特性、几何特性等 (4)载荷数据:包括集中载荷、分布载荷等 在单元分析阶段,通常需要计算: (1)各单元的bi,ci (i,j,m),面积A )各单元的b (i,j,m),面积A 应变矩阵[B],应力矩阵[S] 应变矩阵[B],应力矩阵[S] (3)单元刚度矩阵[K] )单元刚度矩阵[K] (4)单元移置载荷向量{F}e )单元移置载荷向量{F} 在整体分析阶段,通常包括: (1)整体刚度矩阵[K]的组装 )整体刚度矩阵[K]的组装 (2)整体载荷列阵{F}的形成 )整体载荷列阵{F}的形成 (3)引入位移约束条件 (4)解线性方程组
计算方法
CAE系统的核心思想是结构的离散化, 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 系统的核心思想是结构的离散化 元组合体,实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析, 元组合体,实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, 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。 解决而理论分析又无法解决的复杂问题。 基本过程是将一个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,即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体; 区域,即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体;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) 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。此时得到的基本方程是一个代数方程组, 求解有限的单元节点上的场变量值。此时得到的基本方程是一个代数方程组, 而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组。求解后得到近似的数值解, 而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组。求解后得到近似的数值解, 其近似程度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。 其近似程度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。
有限元网格生成算法 1、基于规则形体的网格生成的算法 要求首先将几何模型人为地剖分成若干个规则形体,然后分别地对每个规则形体划分网格,再将他们拼装成为完整的网 格模型。这类方法简单、易于实现,计算效率高,可以处理任意边界形状、非均质的结构,而且容易控制网格分布与单元 质量,在实际中使用较多 其主要缺点是规则形体剖分的数据准备量大,对用户的要求高。这类方法主要有映射法、扫描法、差分坐标法、代数插值 法等。 1)映射法 这是在商品化软件中目前使用最多的一种方法。它根据某种映射函数,将不规则形体映射为参数空间中的正方形、正方体 等,然后在其上划分网格,并由映射函数计算结点的真实坐标值,同时记录单元的结点号。常用的映射单元还有三维实体 的二十结点六面体映射单元,以及样条曲线边界的四边形映射单元。网格划分时可以指定映射单元每条边上的结点数及结 点间距,以此来控制网格疏密,结点分布和单元形状。但相邻映射单元交界处的结点分布必须一致。在剖分映射单元时, 可以考虑材料(或厚度)的非均匀分布以及载荷作用区域,并可在此基础上定义并产生属性数据 2)扫描法 规则形体由某种基平面在空间扫描运动而构成的三维实体,或者是由基准曲线扫描而 利用与成的空间曲面。首先在基平面 上生成平面网格,或在基准曲线上生成结点。然后将基平面或基准曲线变换到若干个特定位置上,即网格分格面或分格线 处,从而得到一批新的结点,并连接结点形成单元。扫描运动轨迹可以是多种曲线,从而形成多种扫描体或曲面。基平面 还可以在扫描运动的同时转动、缩放,使扫描种类更加丰富。扫描法对于某些类型的物体(如轴对称体)特别方便,但适 用范围有限。 2、直接对原始实体划分网格的方法 1)自由网格法 主要是各种三角化方法和几何分解法。三角化方法能够有效地生成平面三角形单元或 三维实体的四面体单元。但是这两种单元的计算精度低,因而不能完全满足有限元分析的 要求。近年来已提出一些自动生成平面四边形单元网格的算法,基本是采用基于某些规则 的几何分解方法。但是这些方法还未推广到三维实体。 2)四分法和八分法 这两种方法分别用于二维平面和三维实体,其基本做法是一致的:首先确定一个包含给定物体的最小正方形或最小正方体 然 后将四等分或八等分为子正方形或子正方体或依次判断与的包含关系。处在外的被抛弃;处在内的最后形成单元。与相 交的在继续分割成下一层次的子正方形或子正方体后,仍将与作包含关系判断。上述四等分或八等分逐次进行到长达到规 定的单元边长为止。边界上的要进行修正,以符合边界形状。四分法已较为成熟,但八分法中的三维体素关系判断和边界 修正(特别是保证边界单元质量)是比较困难的。 目前,有限元网格生成算法的发展主要是自动生成三维实体六面体单元和生成四边形 单元的自由网格法。由于映射法等对网格的控制比较方便,而且已有很多成熟的软件,所 以可以利用自由网格法生成映射单元等规则形体,然后采用基于规则形体的方法划分网 格。这样把两类算法的优点结合起来,也是一个发展方向。
相对欧美国家,由于技术及仿真软件的价格限制,国内CAE技术要落后一些,虽然这 技术要落后一些, 相对欧美国家,由于技术及仿真软件的价格限制,国内CAE技术要落后一些 个技术得到了普遍的认可,但是普及程度不高。主要是因为CAE技术使用门槛较高 技术使用门槛较高, 个技术得到了普遍的认可,但是普及程度不高。主要是因为CAE技术使用门槛较高, 需要专业的CAE研发人员 此外安世亚太与CADFEM在中国合资的安世中德可以提供 研发人员。 需要专业的CAE研发人员。此外安世亚太与CADFEM在中国合资的安世中德可以提供 CAE项目的咨询服务 CAE项目的咨询服务。
有限元分析软件
有限元分析软件有以下三方面组成 (1)数据前处理,即建立有限元模型,并按软件使用手册规定的格式准备一份输 入数界条件 数据和载荷数据。前处理中的主要工作是划分有限元网格,生成结点和单元数 据。如果配有前处理软件,则可由程序划分网格,并通过图形显示检查和确认 网格划分及生成数据的正确性。 (2)运行有限元分析程序,进行计算。 (3)对计算结果的后处理,即分析、整理输出的计算结果数据,判断计算是否合 理。如有必要则修改有限元模型,重新分析计算。
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