也谈cae技术应用面临的几大挑战

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CAE软件及其运用现状分析

CAE软件及其运用现状分析

CAE软件及其运用现状分析一、在工程设计中的应用:1.结构分析:CAE软件可以通过有限元分析方法对产品的结构进行强度、刚度等性能分析,并进行结构优化,提高产品的可靠性和安全性。

2.流体力学:CAE软件可以模拟液体和气体在管道、容器、风洞等中的流动行为,优化流体系统的设计和效率。

3.热传导:CAE软件可以分析热传导现象,并进行热交换器、散热器等热管理系统的设计和优化。

4.电磁场分析:CAE软件可以模拟电磁场的传播和分布情况,帮助设计电路、电感、变压器等电子产品。

二、CAE软件的特点:1.高度精确性:CAE软件基于数学模型和物理原理进行分析和仿真,具有高度精确性,可以准确预测产品在不同工况下的性能。

2.高效性和节省成本:使用CAE软件可以快速进行多种分析和优化,避免了繁琐的实验过程,减少了时间和成本的浪费。

3.多学科集成:CAE软件可以模拟多学科的物理现象,并进行多学科的集成分析,帮助工程师进行全面的设计优化。

4.交互性和可视化:CAE软件具有友好的用户界面和可视化结果展示,工程师可以直观地观察和分析产品的性能。

三、CAE软件的发展趋势:1.多物理场耦合分析:随着工程领域的不断发展,产品的设计越来越复杂,多种物理场之间的耦合效应也变得重要。

未来的CAE软件将更加注重多物理场之间的耦合分析和优化。

2.大规模计算能力:CAE分析需要进行大规模的数值计算,需要庞大的计算资源支持。

未来的CAE软件将更加注重提高计算能力和效率,以满足工程师复杂问题的分析需求。

3.智能化和自动化:未来的CAE软件将更加注重智能化和自动化的功能,通过模型预测和优化算法等技术,提供更精确、高效的分析和优化结果。

4.云计算和协同工作:云计算可以提供大量的计算资源,并实现CAE 软件在云端的远程使用和数据共享。

未来的CAE软件将更趋向于在云端进行分析和协同工作,提高工程师的工作效率和沟通效果。

总之,CAE软件的应用不断拓宽,涉及的行业和领域越来越广泛,未来的发展空间也非常广阔。

论CAE技术的发展应用及我国推广现状

论CAE技术的发展应用及我国推广现状

论CAE技术的发展、应用及我国推广现状作者:汪豪蒂机械工程及自动化1108班201103130297[引言]:模具是生产各种工业产品的重要工艺装备,随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用,产品对模具的要求越来越高,传统的模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。

计算机辅助工程(CAE)技术已成为塑料产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。

同传统的模具设计相比,CAE技术无论在提高生产率、保证产品质量,还是在降低成本、减轻劳动强度等方面,都具有很大优越性。

近几年,CAE技术在汽车、家电、电子通讯、化工和日用品等领域逐步地得到了广泛应用。

一、CAE技术--模具设计的发展趋势目前,世界塑料成型CAE软件市场由美国上市公司Moldflow公司主导,该公司是专业从事注塑成型CAE软件和咨询公司,自1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来,一直在此领域居领先地位。

利用CAE技术可以在模具加工前,在计算机上对整个注塑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、制品的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。

这不仅是对传统模具设计方法的一次突破,而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等,都有着重大的技术经济意义。

在今天,塑料模具的设计不但要采用CAD技术,而且还要采用CAE技术。

这是发展的必然趋势。

注塑成型分两个阶段,即开发/设计阶段(包括产品设计、模具设计和模具制造)和生产阶段(包括购买材料、试模和成型)。

传统的注塑方法是在正式生产前,由于设计人员凭经验与直觉设计模具,模具装配完毕后,通常需要几次试模,发现问题后,不仅需要重新设置工艺参数,甚至还需要修改塑料制品和模具设计,这势必增加生产成本,延长产品开发周期。

cae发展现状

cae发展现状

cae发展现状当前,博士后流动站是我国高科技创新人才培养体系当中的重要组成部分,发挥了极其重要的作用。

虽然博士后流动站的建设和发展取得了一定的成绩,但仍然存在一些问题和不足。

首先,博士后流动站的数量和分布不均衡。

目前,博士后流动站的数量集中在一些高校和科研院所,而其他地区还缺乏博士后流动站的建设。

这导致了人才资源的浪费和分配不均衡的问题。

其次,博士后流动站的科研条件和待遇不够优越。

有些博士后流动站的科研设施和条件相对较差,很难提供给博士后充分的科研支持。

同时,博士后的待遇也存在一定的差距,有些博士后的工资和福利待遇并不理想,这会影响到博士后的积极性和工作质量。

再次,博士后流动站的管理和评价机制不完善。

目前,对博士后的评价主要以论文数量为主,忽视了科研质量和原创性。

同时,博士后的管理和指导机制也存在一定的问题,有些导师以成果为导向,对博士后的成长和发展关注不够。

为了解决以上问题,我们应该采取以下措施:首先,加强全国范围内的博士后流动站建设。

在建设博士后流动站时,应考虑到地区的科技发展需求,合理规划和布局博士后流动站的数量和分布,使其更加符合地方经济发展的需要。

其次,改善博士后的科研条件和待遇。

加大对博士后科研设施的投入,提供良好的科研环境和条件,为博士后的研究工作提供更好的支持。

同时,对博士后的待遇进行合理调整,提高博士后的工资和福利待遇,增加制度激励措施,提高博士后的积极性和工作质量。

再次,完善博士后的管理和评价机制。

加强对博士后的日常管理,严格落实导师的指导责任,做好博士后的培养和引导工作。

对博士后的评价应更加注重科研质量和创新能力,改变以数量为主的评价指标。

同时,加强对博士后的科研成果管理和知识产权保护,鼓励博士后进行原创性研究。

总之,当前博士后流动站的发展还存在一些问题和挑战,但随着我国科技创新体系的不断完善和创新人才的培养机制的改善,博士后流动站的发展也将迎来更好的机遇和前景。

CAE软件及其运用现状分析

CAE软件及其运用现状分析

计算机仿真技术的应用计算机仿真的用途非常广泛已经渗透到社会的各个领域,不断促进了各行各业的发展,为各行各业注入了一股新的活力。

1.交通领域:交通是由人、车、路和环境构成的一个复杂人机系统,事故的诱发因素是多方面因素的综合。

交通安全的评价,应该充分考虑人、车、路和环境诸方面因素的作用和影响。

本交通安全仿真是基于虚拟现实技术的方法。

该评价体系是通过建立虚拟环境,并在这个虚拟环境中设计各种事故诱发因素,并对某区域和某路段的交通安全水平进行全过程(设计后,施工中,运营后)的跟踪和评价。

交通安全仿真及评价系统的核心部分就是计算机的仿真。

该仿真过程不同与传统的数值仿真,它是一种可视化的仿真。

例如,对某路段的交通安全评价,除了使用传统的绝对数法和事故率法来评价外,再将交通参与者的感知和行为也考虑进去。

在该虚拟环境中,可以选择不同的运载工具,设置不同的交通环境,以交通参与者或第三者的角度来进行事故的可能性试验与分析,从而实现了对路段的安全性的评价。

同时为交通没施的建设和改进提供了依据,为交通事故分析提供了一种新的方法。

2.制造领域:汽车制造是机械行业的一个重要组成部分。

它有很多实验课题,难度大、实地成本高,计算机仿真技术的引入,有效的缓解了这一方面的问题。

如发动机方面,装甲兵工程学院机械系的毕小平教授等建立了多缸柴油机起动过程的计算机仿真模型,其仿真结果与实际测量值比较吻合,可用于多缸柴油机的起动性能仿真。

江苏理工大学的蔡忆昔实现了对进气管内气体流动的动态仿真,直观描述了瞬态过程,为多缸发动机换气过程的研究提供了有效的方法。

汽车流场方面,华东理工大学信息学院的吕明忠博士等成功的模拟出了汽车尾流场的气流分离和拖曳涡现象,建立了两种车型的汽车外流场空气动力学模型,并进行了仿真实验,取得了满意结果。

碰撞实验方面,浙江大学动力机械及车辆工程研究所的詹樟松博士根据汽车碰撞的事故形态与乘员伤害之间的规律,建立了乘员动力学响应的数学模型,并开发出了相应的仿真软件,该系统可部分代替实车碰撞实验进行汽车被动安全性能的研究。

制造业CAE发展的现状及构想

制造业CAE发展的现状及构想

主要内容提要一、目前分析工作所存在的四个主要问题:1、事后分析,即很多分析工作都是市场反馈出了问题才进行分析2、应力测试试验的欠缺3、分析工作未流程化,分析报告未标准化。

4、分析工作现在只有静强度分析,欠缺动态分析、疲劳分析以及非线性分析。

二、工作计划1、从整体到零部件级的分析,先拿956!来进行。

2、完成对挖掘机结构件的分析。

3、对装载机的动态分析。

4、对装载机的疲劳分析和研究。

5、完成对压路机YZ18J的模态分析6、完成对两头忙的分析。

7、应力测试工作的全面开展。

8、非线性分析的加强三、技术管理1、为了能使设计与分析更加密切的结合起来,使分析真正能够参与到设计中去,对于必分析结构,设计者无论是设计新产品还是对某结构做了改动,小批试制在下发图纸以前必须经由分析主管签字确认,否则不予下发。

对于重要的或是分析不能十分确定的构件要进行应力测试试验。

2、分析工作未流程化3、分析报告的标准化。

四、分析人员配置1、近期人员配置·强度分析人员2名·多刚体动力学分析人员1名2、远期人员配置·强度分析人员2名·多刚体动力学分析2名·疲劳分析高手1名·非线性分析高手1名五、软件配置现在所用的有限元分析软件主要是MSC公司的Patran、Nastran,UG公司的Femap、NX Nastran。

也有做刚体动力学分析的,所用软件为MSC公司的ADAMS。

这些软件能购买是最好,购买的主要目的是能够获得他们的技术服务。

有限元分析的发展现状及构想强度、刚度、稳定性是机械产品性能的重要衡量指标,理论计算只能满足对简单构件的计算,对于大部分结构运用材料力学理论计算有困难。

近年来发展的有限单元法已在机械行业得到了广泛的应用,尤其是在汽车、航天行业已发挥了其强大优势。

在我们山东临工利用11.2、少量的非线性分析,主是做了970防滚翻驾驶室,该分析历时两个月,使该驾驶室成功满足了国家规定的强度、刚度与吸能标准。

浅谈CAE技术现状及发展趋势

浅谈CAE技术现状及发展趋势

浅谈CAE技术现状及发展趋势浅谈CAE技术现状及发展趋势摘要:本文阐述了cae技术的发展历程、功能作用、面临的挑战以及发展趋势。

关键词:cae发展历程功能挑战cae是一种在二维或是三维几何形体cad的基础上,运用有限元(fe)\边界元(be)、混合元(me)、刚性元(re)、优先差分和最优化等数值计算方法并结合计算机图形技术、建模技术、数据管理及处理技术的基于对象的设计与分析的综合技术和过程。

其核心技术为有限元与最优化技术。

1 cae技术的发展历程世纪60年代,cae技术处于探索时期。

因为当时的计算机的硬件内存少、磁盘的空间小、计算速度慢等特点,其分析的对象主要是航空航天设备结构的强度、刚度以及模态实验和分析问。

70~80年代是cae技术蓬勃发展时期。

这一时期的cae发展的特点:软件主要集中在计算精度、速度和硬件平台的匹配、计算机内存的有效利用及磁盘空间的利用。

有限元分析技术在结构分析和场分析领域获得了很大的成功。

使用者多数为专家且集中在航空、航天、军事等几个领域。

这些使用者往往在使用软件的同时进行软件的二次开发。

90年代是cae技术成熟壮大阶段。

这一时期的cae软件一方面与cad软件紧密结合,另一方面扩展cae本身的功能。

并将有限元技术与实验技术有机地结合起来,开发了实验信号处理、实验与分析相关等分析能力。

经过了50多年的洗礼cae技术已经逐步走向成熟,现今cae技术作为一门新兴的学科走进了大学也成为各大企业在设计新产品的过程中必不可少的一环。

随着新技术的发展cae软件与cad/cam/capp/pdm/erp一起,已经成为支持工程行业和制造企业信息化地主导技术,在提高工程/产品的设计质量、降低研究开发成本,缩短开发周期方面都发挥了巨大的作用。

但对于cae技术的用户企业和提供商而言,cae技术仍然面临着使用复杂,工程师理论知识缺乏,缺少经验以及计算机硬件与软件结合等诸多问题2 cae技术的功能和作用(1)采用各种优化技术,找出产品的最佳设计方案。

CAE解决方案

CAE解决方案

CAE解决方案一、背景介绍:计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering,简称CAE)是一种利用计算机技术进行工程设计、分析和优化的方法。

它通过数值模拟和仿真等手段,可以在设计阶段减少试验次数,提高产品设计的准确性和效率,降低开发成本,缩短产品上市时间。

本文将详细介绍一种CAE解决方案,以帮助企业提升产品设计和开发的能力。

二、问题描述:在产品设计和开发过程中,常常会遇到以下问题:1. 产品设计不准确:传统的手工设计容易出现误差,导致产品性能不达标。

2. 试验成本高昂:传统的试验方法需要大量的物理样品和试验设备,成本高且耗时长。

3. 设计修改困难:传统的设计流程中,一旦产品设计完成,要进行修改需要重新制作样品,耗时耗力。

4. 产品上市时间长:由于试验和设计修改的耗时,导致产品上市时间延长,竞争力下降。

三、解决方案:为了解决上述问题,我们提出了以下CAE解决方案:1. 数值模拟分析:利用CAE软件,对产品进行数值模拟分析,以预测产品的性能和行为。

通过建立准确的模型,可以在设计阶段发现和解决问题,避免在实际制造阶段出现失误。

2. 优化设计:基于数值模拟分析的结果,可以进行产品的优化设计。

通过改变材料、结构和工艺等参数,提高产品的性能和质量,降低成本。

3. 虚拟试验:利用CAE软件进行虚拟试验,可以减少实际试验的次数和成本。

通过模拟产品在不同工况下的响应和行为,可以评估产品的可靠性和安全性。

4. 设计迭代:利用CAE软件进行设计迭代,可以快速修改产品设计,提高设计效率。

不需要重新制作样品,可以直接在模型中进行修改和验证。

5. 产品快速上市:通过CAE解决方案,可以加快产品的设计和开发进程,缩短产品上市时间,提高企业的竞争力。

四、应用案例:以下是一个应用CAE解决方案的案例,以进一步说明其优势和效果:某汽车制造企业在设计新车型时,采用了CAE解决方案。

他们首先利用CAE软件对车身结构进行数值模拟分析,预测了车身在碰撞、扭曲等工况下的应力和变形情况。

36-略议航空CAE发展的新挑战与瓶颈 岳老师

36-略议航空CAE发展的新挑战与瓶颈   岳老师

略议航空CAE发展的新挑战与瓶颈岳中第(诺维特机械科学技术发展中心首席高级技术专家、北京航空制造工程研究所研究员、政府特殊津贴专家 100024)摘要: 回顾航空结构领域CAE的发展进程,包括航空结构分析、优化设计、设计制造集成系统等研制,针对航空CAE发展的新挑战及其特点,特别是当前某些国家级工程对CAE发展带来的新机遇,阐述了航空结构领域CAE需要突破的某些现实数字化瓶颈。

关键词:航空CAE,统一模型关联技术,数字化瓶颈,精细研发1 对航空CAE发展的历史回顾航空CAE,作为飞机计算结构力学、空气动力学、材料力学、电磁学等在航空航天工程应用领域的技术集成,早已成为我国先进航空航天产品设计制造的核心支撑技术。

翻开飞机结构强度史[1]可以看到,在飞机结构设计制造领域,真正意义的航空CAE始于70年代初期。

它几乎在一张白纸上起步,经历了从孤岛软件开发、工程应用系统集成、国内外技术合作交流与多学科、多物理场、多集成系统协同仿真等几个阶段的发展飞跃。

1971年,在国内仅有几台计算机的情况下,中国航空科学技术研究院组建了飞机结构“中央翼区结构强度”课题组,首先以某飞机的试验模型为研究对象:用盒段模型研究机翼结构分析方法;用薄壁组合十字架结构探索飞机的整机结构分析方法。

紧接着,该课题组又以新上马的干线飞机-“运10翼身结构对接区应力分析”为工程应用目标,探索大型飞机结构的整体分析技术。

课题组采用有限元分析方法及子结构分析技术,成功地实现了运十飞机中外翼、中央翼、中机身以及翼-身对接组合结构的有限元应力分析。

这期间,国家所处的艰苦之状难以言表,但运10飞机在结构设计、试验与试飞等环节的成功,明显地宽慰着航空科技人员的辛劳。

基于有限元分析方法在航空结构分析领域的初步成功应用,从70年代中期到90年代末的这20年间,航空部门先后组织了一系列重要的航空结构设计分析软件系统的研制,填补了我国这个领域的多项空白,应用于多种新的型号,获得了重大的技术进步与成功。

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也谈cae技术应用面临的几大挑战2008-11-22 网友评论 0 条点击进入论坛读完CAE技术应用面临的十大挑战这篇博文,结合近段时间与企业、高校、当然还有软件供应商的一些交流,补充一点自己的心得,谈一些拙见。

首先,我认为CAE技术最直接的挑战是“傻瓜化”,这是CAE在企业广泛应用的关键。

十年前,摄影技术一直被人视为“高精尖”,是因为那时的照相机很专业。

大众拍摄者并不知道如何调焦距、如何定光圈、如何逆光补偿……所以,照相只能是照相馆的奢侈服务。

而如今,随便一个数码相机或者是拍照手机,一按快门,就可以呈现出一幅质量不错的照片。

CAE技术亦是如此,我们不排除CAE往更专业的方向发展,但目前阶段我们更需要“傻瓜化”的CAE。

正如目前市场上仍有胶片机、单反相机,但更多的是傻瓜数码相机。

第二,我认为CAE最实际的挑战是“与工程的结合”。

CAE不同于CAD,不管是CAD的概念设计、初步设计、详细设计……理论上说来,需要考虑的工程实际不是太多,CAD最主要的目的是设计出产品。

CAD工程师也是如此,一个大学应届毕业生完全可以胜任一名CAD工程师,而一名优秀的研究生却不一定得到企业CAE 部门的亲睐——因为缺乏工程经验的CAE工程师往往无法准确判断仿真、优化结果的正确性。

而且,相同的CAE软件在不同的领域、不同的CAE软件在相同的领域、更别说不同的CAE软件在不同的领域,其需要的工程经验都是不同的。

这就需要CAE技术应用过程中需要大量的具备工程经验的工程师。

第三,我认为CAE最复杂的挑战是“实验数据的积累”。

丰田、福特之所以作为汽车行业的霸主,能不断地让新产品问世,不是因为他们设计师多么优秀,也不是他们所用的仿真软件的功能多么强大。

中国工程师同样可以很快设计出功能、外观、性能兼备的汽车,同样可以用各种尖端的软件进行辅助设计。

但中国工程师缺乏“数据的积累”,尤其是“仿真数据”的积累。

例如一次碰撞试验,凭借几十年的实验数据,他们只做数次,就能通过对比,在积累的数据中比较曲线,调出最近值,算出最终结果。

而没有“数据”的情况下,只能埋头实验,然后通过软件计算逐渐调整,再一次次的实验,最后得出结果。

第四,我认为CAE最艰巨的挑战是“专业性、易用性、计算速度”三大矛盾体之间的平衡。

没有专业性,我们就处理不了复杂的问题;缺乏易用性,我们只能纸上谈兵,成为少数人的“武器”;计算速度达不到要求,也只能成为“空中楼阁”,被扔在遗忘的角落。

但是,他们三者是相互矛盾的——越专业的软件,就越难操作,自然也会引起计算速度地下降;越好用的软件,处理的问题自然会低级;要求在更短的时间计算完毕,其精确性又会大打折扣……如何让三者之间达成大家都能认同的平衡,其实也是CAE里的一个“优化”课题。

第五,我认为CAE技术最持久的挑战是“技术的趋同”。

与2D CAD/3D CAD技术的逐渐趋于收敛不同(主流CAD软件供应商也越来越集中),尽管CAE厂商之间也在不断进行着并购和收购的游戏,CAE技术却超着越来越尖端的方向在发展。

机械仿真、动力学仿真、CFD、流固耦合、多目标优化、结构优化、拓扑优化、多物理场……越来越多的学科在被划分,再把这些分工细微的学科放在特定的行业,又衍生出特定的解决方案。

从目前来看——既然是存在的,就是合理的。

但从长远来看,CAE技术的越分越细不利于其推广和应用。

用“进化论”的思维方式想一想:种类越多,就越容易随时间的流逝而淘汰。

与其一个很专业的CAE软件哪天忽地消失了,还不如现在就将它们趋同起来。

另外,CAE技术也会面临其他方面的挑战。

譬如,因为CAE软件的昂贵,国外时下流行租用CAE软件,会不会成为未来的挑战?还有今年呼声较高的“云计算”,其实“云”不一定要基于互联网,很多业内的专家已经在规划建立CAE应用的“企业云”、“集团云”,会不会也成为CAE应用的挑战……挑战真的很多!不过,只有挑战,才有推力,才能进步!原文网址: /tech/12/122315.htmlcae软件在制造业的应用分析作者:amanda资料库来源:本站原创点击数:430更新时间:2007-9-10CAE(计算机辅助工程分析)主要是以有限元法、有限差分法、有限体积以及无网格法为数学基础发展起来的一个软件行业。

由于目前在国内有限元法应用最为广泛,故此在这里主要介绍有限元类软件在国内的应用,其他一些软件不做过多的阐述。

作为20世纪中期兴起的技术手段,有限元技术随着计算机技术的迅猛发展,得到了飞速的发展和广泛的应用。

基于有限元技术,已经在国际上形成了数百亿规模的市场,而主要的有限元厂商则包括了ABAQUS、ADINA、ALGOR、ANSYS和MSC等,其他一些基于有限元算法的专业分析软件则不胜枚举。

随着有限元技术的发展,国内原有的有限元应用体系正在发生着深刻的变化。

早在80年代初期,国内就已经形成了一批以高校和研究院所为重点的有限元技术研究、开发、应用体系。

早期北大袁明武老师应用的SAP,在当时国内引起了广泛的影响。

在此背景下,国内的学者相继开发了多套有限元程序,例如大连理工的JIFEX、郑州机械研究所的紫瑞、北京农机学院的有限元分析系统,以及计算所梁国平老师的邢PG。

而这些软件由于各自的一些原因,虽然在国内产生了一定的影响,但都没能在企业界得到广泛的应用。

随着90年代国外大型商业软件进入国门,掀起了第二次有限元应用的浪潮。

由于国内高校在有限元技术方面具备一定的研发和应用基础,因而成为了应用初期阶段的主力军。

近几年来,数字化产品设计的概念逐渐深入人心,国内高校技术研究和应用水平不断提高,有限元技术已经为广大企业所认可,第三次有限元技术的应用浪潮正在形成。

值得注意的是,有限元技术不再仅仅停留在高校中,而是更多的走向了企业。

同时,更多使用方便、操作简单的专用分析软件也得到了广泛应用。

应用状况目前,CAE软件在国内主要应用于汽车、电子、航空航天,土木工程、石油等行业,在汽车行业的应用尤为广泛。

软件的类型主要包括通用前后处理软件、通用有限元求解软件和行业专用软件。

汽车行业在国外是有限元软件的主要应用行业,其所涉及的专业领域相当广泛,并且应用历史长、应用成熟度高。

目前,国内常见的前后处理软件包括Altair公司的HyperMesh、EDS 公司的邢MAP和MSC公司的Patran,这些软件在美国的汽车厂商中都有着广泛的应用。

由于有限元技术的特点,使得前处理成为了一个相对独立,而又十分重要的部分。

一些大型企业都采用了适应自己需求的前后处理软件。

这些前后处理软件都具有良好的接口,可与众多的有限元求解软件相结合,以便用户更快、更方便地解算问题。

求解软件可以说是琳琅满目,通常的求解软件包括:ABAQUS、ADINA、ALGOR;ANSYS、 COsmOs、 MSC/NASTRAN、 MSC/MARC、 NEI/NASTRAN。

这些软件都有着各自的特点,在行业内,一般将其分为线性分析软件和非线性软件,例如ANSYS、ALGOR都在线性分析方面具有自己的优势,而ABAQUS、NASTRAN、ADINA、MARC则在非线性分析方面各具特点,其中ABAQUS被认为是最优秀的非线性求解软件。

近年来,分析软件正朝着多物理场的方向发展。

大家可以通过业内一些公司的举动感受到这一点,例如,ANSYS公司收购CFX流体软件,并加强与EMSS,公司的合作,不断加强其多物理场耦合的功能。

在这里需要提到的是,由于历史原因,ALGOR继承了SAP的模块化思想,在多物理场分析方面也有很好的应用;同源于SAP的ADINA在流固耦合上则非常有特色。

由于解算多物理场问题更多是从物理方程出发,因此另外还有一些软件在这方面有着良好的应用,比如MathWorks公司在数值计算软件MATLAB基础上发展起来的FEMLAB,又如国内飞箭公司针对微分方程的FEMLAB系统。

应用展望下面将按照一般的产品设计流程,在不同的设计阶段,将上文提到的软件对号入座,帮助读者取得比较感性的认识。

1.概念设计阶段这一阶段主要有三个方面的内容。

1)市场调研;2)技术设计,包括各种方案的计算机效果模拟和分析仿真论证3)评估、准备相关生产设施。

这一阶段主要进行较为详细的、带有一定目标性的预演,大企业可以利用一些大型通用非线性CAE软件来帮助制定方案,比如ABAQUS、MSC/NASTRAN、MSC/MARC。

而中小企业可以用ALGOR、ANSYS和ADINA等软件完成这部分工作。

2.详细设计阶段在概念设计完成以后,紧接着就是详细设计。

这一阶段要绘制各种零部件图样,确定彼此间的装配关系,评估产品的性能(结构强度、刚度、动力特性和生产性等)。

该阶段需要操作简单、使用方便的CAE软件,以便用最少的时间完成评估工作。

这类软件包括ALGOR、ANSYS/DesignSpace、COSMOS等,这些软件有着良好的数据接口和网格自动生成功能,使用方便、快捷,对使用者的要求较低。

在该阶段的尾期,也可以用一些非线性求解器做进一步的验证。

3.样机制造阶段根据详细设计提供的模型或数据完成试验样机的加工制造。

该阶段是生产阶段,所以较少使用CAE软件,但可以用一些专业软件,如铸造分析软件、板料成形软件来指导生产。

4.产品测试评估阶段这一阶段主要是利用各种测试和评估手段对产品成本、产品性能、产品质量和加工特性做出全面真实的评价,从而为设计更改和产品的生产提供可靠依据。

在该阶段,主要使用一些非线性分析功能强的软件,以及一些多场耦合软件,如ABAQUS、ANSYS、MSC/NASTRAN、MSC/MARC等。

在此阶段还可以使用一些机械动力学仿真软件、疲劳分析软件,来最终评估整装后的产品性能。

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