车架CAE模态分析过程
CAE分析流程
精心整理CAE 分析流程一、3D 建模：在三维模型在装配车架上零部件。
二、抽取中面：在CATIA 中，对车架纵梁、纵梁加强板、横梁及横梁连接板等车架系统本体的零部件进行抽取中面；板簧支座、油箱托架、电瓶框、尿素罐支架等保留3D 模型。
（保存为.stp 格式或者直接使用.CATProduct 格式） 三、划分网格：1、在Hypermesh 中打开3D 模型，对components 中的名字重新命名，方便查找对应的零部件。
2、对车架上的孔进行优化处理。
（更优网格质量）Geomautocleanup3、对完成后检测4、对components 进行3D 网格划分。
（板簧支架为例）选中要划分网格的components （shift+Volumtetra 选中solids （shift+鼠标左键框选），mesh 完成后注：在网格划分中，最好使要划分网格的components 置于当前。
在components 中右键，选择makecurrent 。
这个方便之后的材料及属性赋值。
四、铆钉（螺栓）的虚拟刚性连接1、在components 中新建一个集合如maoding 。
创建铆钉连接时候，把它置为当前。
效果清除网格手动清除22.1fefile —Propfile 下图1—2—3—4—5—holediameter —max 孔的直径最大值，一般选取100（怕溢出）2.2孔位没有对应或者没有孔的连接（联接角铁与底架）—calculatenode ，dependent —注：选择的点要在要连接的components 上（shift+左键）选中的多余的点删掉（shift+右键） 2.3按照以上两个流程把车架上面的所有零部件连接在一起，形成RBE2单元。
2.4车厢与车架之间的连接使用gap 单元。
五、材料、属性及赋值 1、材料material选择—材料命名，type —ALL ，cardimage —MAT1Create/edit 设置E 弹性模量、NU 密度return 2、属性property 1 2345选择—属性命名，type—2D，cardimage—PSHELL，material选择上面建立的材料Create/edit2.23D属性选择—属性命名，type—3D，cardimage—PSOLID，material选择上面建立的材料editreturn3、赋值（将材料，厚度的值分别赋予车架上面的所有零部件）选择—零部件，property—选择上面建好的属性注：1、2D、3D赋值是一样的，只是2D、3D的属性卡片不一样。
CAE仿真分析流程
CAE仿真分析流程CAE（计算机辅助工程）仿真分析是一种利用计算机实现的工程分析方法，以模拟和预测工程产品和系统的性能。
它通过数值计算和模型来代替传统的试验方法，可以快速、准确地评估产品的设计和性能。
下面是CAE仿真分析的流程及其步骤。
第一步：准备工作在进行CAE仿真分析之前，需要建立分析目标和所需的输入数据、边界条件以及使用的CAD模型。
这包括收集和整理相关数据，制定分析方案和目标。
第二步：建立数值模型在这一步，需要将CAD模型转化为数值模型，以便进行数值计算。
这可以通过网格划分和离散化来实现。
划分网格时，需要考虑模型的几何和结构特征。
第三步：设定物理和数学模型在这一步中，需要选择适当的物理模型（如流体动力学、热传导等）和数学模型（如有限元法、有限差分法等）。
物理模型会影响模拟的准确性和计算效率。
第四步：设定边界条件在这一步中，需要指定问题的边界条件，如约束、加速度和载荷等。
这些条件会直接影响计算结果和仿真分析的准确性。
第五步：进行数值计算在这一步中，使用所选的数值方法和模型进行数值计算。
这包括解方程组、求解数值逼近方程以及处理非线性和非定常问题等。
第六步：分析结果在这一步中，需要对数值计算的结果进行分析和解释。
这可能涉及到图形绘制、数据处理和统计分析等。
通过分析结果，可以评估产品的性能和优化设计。
第七步：验证和验证在这一步中，需要对模拟结果进行验证和验证。
这可以通过将仿真结果与真实试验数据进行比较来实现。
如果两者之间有良好的一致性，那么该模拟可以用于预测实际情况。
第八步：优化设计根据仿真结果和分析，可以对设计进行优化。
可以通过调整材料、几何形状和边界条件等来改善产品的性能。
第九步：迭代在这一步中，如果发现仿真结果与实际情况不一致，可以对模型和分析方法进行调整和迭代。
这可以提高仿真的准确性和可靠性。
总结CAE仿真分析是一种快速、准确和经济实用的工程分析方法。
通过建立数值模型、设定物理和数学模型、进行数值计算和分析结果，可以预测产品性能和优化设计。
车身(车架)刚度CAE分析和试验方法
本标准由奇瑞汽车有限公司汽车工程研究院和试验技术中心提出。 本标准由奇瑞汽车有限公司汽车工程研究院标准管理科归口。 本标准起草单位：汽车工程研究院 CAE 部和试验技术中心。 本标准主要起草人：杨晋、田冠男、章礼文、张厚平。
加载方法： 在驾驶室和车架的前两个安装点上施加一大小为2000N·m的力偶，力的方向沿Z向。
4.2 弯曲刚度
4.2.1 承载式轿车白车身
白车身弯曲刚度约束和加载方法如图5所示。
约束车身前左、 右减振器座 Y、Z 平动自由度
约束车身后左、 右弹簧座 X、Y、Z 平动自由度
载荷为 1500N
图 5 白车身弯曲刚度约束和加载方法
加载方法： 在前后约束点中间位置对应的纵梁处施加沿 Z 轴负向 F=1500N（试验时，可依据 CAE 分析出的
刚度结果和测试设备量程设定合理的载荷大小）的载荷（分别加于左右两处）。
4.3 试验设备
对于质量较小的乘用车、微型车，可以用根据英国 Lotus 公司的建议所做的静刚度试验专用试验台架 完成扭转和弯曲刚度试验；对于质量较大的商用车可以采用 MTS 设备进行扭转和弯曲刚度试验。
注：对于约束方法的第一条，在试验中如果已通过专用加载设施实现，就不必再用额外约束装置实现。
加载方法： 在车身和车架的前两个安装点上施加一大小为 2000N·m 的力矩，力的方向沿 Z 向。
4.1.4 车架 车架扭转刚度约束和加载方法如图4所示（适用于公司P系列和H系列车）。
载荷2000N·m
cae分析流程范文
cae分析流程范文1.确定问题和目标：首先，需要明确问题和目标。
工程师需要与设计团队和相关利益相关者沟通，了解产品的需求和性能要求。
同时，需要明确分析的目标，例如验证设计的可行性、优化产品性能等。
2.数据准备：在进行CAE分析之前，需要准备相关的数据。
这包括产品的几何模型、材料性质、边界条件和加载条件等。
通常，工程师可以使用计算机辅助设计（CAD）软件创建产品的几何模型，并导入到CAE软件中。
3.网格生成：在进行CAE分析之前，需要将产品的几何模型离散化为有限元网格。
有限元网格是由许多小的几何单元（例如三角形或四边形）组成的，用于对产品进行数值计算。
网格生成是一个关键步骤，其质量和密度直接影响到分析结果的准确性和计算效率。
4.定义材料和加载条件：在进行CAE分析之前，需要定义产品的材料性质和加载条件。
对于材料性质，可以通过实验或模型进行获取。
加载条件包括外部力、温度、压力等，需要根据实际应用场景进行定义。
5.模型设置：在进行CAE分析之前，需要设置分析模型。
这包括选择适当的分析方法（例如有限元分析、流体动力学分析等）、选择适当的求解器和设置数值参数等。
在设置模型时，需要根据实际问题和目标进行选择和调整。
6.运行分析：在设置好模型后，可以运行分析。
CAE软件会根据所选的分析方法和设置的参数对产品进行模拟和计算。
运行分析的时间取决于问题的复杂性和计算机性能等因素。
7.结果分析和评估：在分析完成后，需要对结果进行分析和评估。
结果可以包括产品的应力、应变、位移、温度等信息。
工程师可以对结果进行可视化和统计分析，评估产品的性能和可靠性。
8.结果解释和优化：根据分析结果，工程师可以对产品进行进一步的优化。
这可能包括调整产品的几何形状、材料选择、加载条件等。
通过CAE分析的结果，可以更好地指导产品设计和制造过程，提高产品性能和质量。
9.文档记录和报告：最后，需要对CAE分析的过程和结果进行文档记录和报告。
这有助于团队内部的沟通和知识共享，也有助于与利益相关者进行沟通和决策。
CAE仿真分析流程
CAE仿真分析流程CAE仿真分析是一种基于计算机数值方法的工程分析方法，可以帮助工程师在设计开发过程中评估和优化产品的性能，包括结构强度、疲劳寿命、动态响应、流体力学、热传导等方面。
本文将介绍CAE仿真分析的流程，并以汽车碰撞仿真为例进行说明。
1.问题定义首先，需要明确模拟分析的目的和范围，明确需要分析的问题和关键因素。
例如，在汽车碰撞仿真中，需要评估车辆在不同碰撞条件下的结构强度和安全性能。
2.建立数值模型根据问题定义，建立数值计算模型。
对于复杂的结构，可以进行三维建模，并确定材料属性、载荷和边界条件等。
例如，在汽车碰撞仿真中，需要根据车辆CAD模型建立有限元模型，并确定材料模型和碰撞速度、角度等载荷条件。
3.网格划分对于建立的数值模型，需要进行网格划分，将结构划分成小的三角形、四面体或六面体等形状，以便进行数值计算。
网格划分需要根据结构复杂度和计算精度进行调整。
利用数值方法对建立和网格划分后的数值模型进行求解，得到模型在受力、变形等情况下的应力、位移、速度等结果。
在汽车碰撞仿真中，可以通过求解非线性动力学方程组，获得车辆碰撞前后的位移、速度、加速度等参数。
5.结果后处理对求解后得到的数值结果进行后处理，包括数据展示、可视化、统计分析等。
例如，在汽车碰撞仿真中，可以通过捕捉每个节点的受力和变形情况，评估车辆的结构强度和安全性能，并进行可视化展示。
6.评估和优化根据模拟结果，评估设计方案的性能，并进行优化改进。
此时可以调整材料选择、几何形状、结构布局等方面，以提高产品性能和降低成本等。
总结CAE仿真分析流程涵盖了问题定义、数值模型建立、网格划分、数值求解、结果后处理和评估、优化等步骤。
在工程设计中，CAE仿真分析已经成为必不可少的工具，它可以减少实验成本，提高产品性能和设计效率，为科技创新和可持续发展提供支持。
CAE分析报告流程
CAE分析报告流程CAE分析报告是以有限元分析（CAE）技术为基础的工程分析报告，用于对复杂结构或部件的性能进行深入评估和优化。
本文将详细介绍CAE分析报告的流程，包括前期准备、建模与网格划分、加载和边界条件的定义、求解和后处理等步骤。
一、前期准备阶段在开始CAE分析之前，首先需要明确分析的目标和要求，包括结构的应力、变形、疲劳寿命等指标。
此外，还需收集相关的材料性能参数、工程图纸、边界条件等基础数据，并对其中的约束和假设进行评估。
二、建模与网格划分阶段建模是将真实的结构或部件抽象成数学模型的过程。
在这个阶段，应根据实际情况选择合适的建模方法，如二维平面模型或三维实体模型，并建立相应的几何特征。
此外，还需要根据结构的复杂程度和精度要求选择适当的网格划分方法，如四面体网格、六面体网格或八面体网格等。
三、加载和边界条件的定义阶段加载和边界条件的定义是指对模型施加外部载荷和约束条件，模拟真实工况下的力学行为。
例如，可以通过定义施加载荷的大小、方向和分布方式来模拟实际工作状态下的负荷；同时，还需要定义与其他部件的接触、约束和固定等边界条件。
四、求解阶段在完成加载和边界条件的定义后，即可进行求解过程。
求解是基于有限元法，将结构或部件划分成有限数量的元素，利用数学和力学原理对每个元素进行离散描述，并通过求解相应的线性或非线性方程组得到模型的应力、变形和其他相关结果。
在进行求解之前，还需选择合适的求解器和合理的控制参数，并进行模型的数值稳定性和收敛性分析。
五、后处理阶段求解完成后，需要对计算结果进行后处理和分析。
后处理包括对结果数据的提取、整理和可视化，以便更直观地了解结构的应力、变形分布和其他性能指标。
同时，还可进行数据对比、灵敏度分析和优化设计等后处理工作，从而得到一些有关结构性能和优化可能性的建议。
最后，根据实际情况和需求，可以将最终的结果汇总成CAE分析报告。
该报告将包括前期准备、建模与网格划分、加载和边界条件的定义、求解和后处理等各个阶段的详细过程、结果和分析，以及对结构性能和优化方案的评估和建议。
《CAE模态分析》课件
2
网格划分
然后，我们将模型进行网格划分，以便更好地进行数值计算。
3
加载和边界条件
接下来，我们需要为模型设置加载和边界条件，以模拟真实情况下的振动行为。
4
求解线性方程组
然后，我们使用数值方法求解模态分析中的线性方程组，得出物体的固有频率和振动 模态。
5
结果后处理
最后，我们对模态分析的结果进行后处理，以便更好地理解和应用分析结果。
常见的CAE模态分析软件
ANSYS
ANSYS是一款广泛应用于工程领域的CAE模拟软件，在模态分析方面具有强大的功能和广 泛的应用。
Abaqus
Abaqus是一款领先的有限元分析软件，也被用于进行模态分析和振动分析。
MSC.Patran & Nastran
参考资料
1 相关论文
2 专业书籍
3 网络资源
《CAE模态分析》PPT课 件
CAE模态分析 PPT课件
介绍
CAE模态分析是使用计算机辅助工程（CAE）方法来研究物体的振动行为和 固有特性的一种分析技术。本节将介绍CAE模态分析的定义、应用场景以及 它所具有的意义和优势。
前置知识
在学习CAE模态分析之前，我们需要了解一些动力学的基础知识，以及模态分析的基本原理和常用的计 算方法。
MSC.Patran和Nastran是常见的结构分析软件，也可用于进行模态分析和振动分析。
案例分析
结构优化设计
使用CAE模态分析可以帮助进行结构优化设计，提高结构的性能和可靠性。
机械设备故障检测
CAE模态分析可以用于检测机械设备的故障，预测设备的寿命和可靠性。
总结
车身(车架)刚度CAE分析和试验方法
1. 约束白车身前左、右减振器座Y、Z二个方向的平动自由度（ ∆Y、∆Z ）。 2. 约束白车身后左、右弹簧座X、Y、Z三个方向的平动自由度（ ∆X、∆Y、∆Z ）。
注：若白车身的后悬架结构采用的是钢板弹簧结构，计算时约束点时就约束钢板弹簧的安装点处。
加载方法： 在通过前座椅处于导轨中间位置时H点的YOZ平面与门槛相交的位置（试验时可根据实际情况在
车架是非承载式车身安装动力总成、底盘系统的主要承载结构。 4 约束和加载方法
本章节定义了承载式轿车白车身、非承载式轿车白车身、皮卡驾驶室和车架（H系列商务车）的扭 转、弯曲刚度的约束和加载方式。 4.1 扭转刚度
用CAE方法计算扭转刚度时，不需要考虑扭转载荷方向的影响。而试验中载荷方向对结果会有微小 影响，因此应分别做两个方向的扭转刚度试验，并将两次试验结果的平均值作为最终结果。 4.1.1 承载式轿车白车身
改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否 可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
无 3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。 3.1 白车身
本流程内的白车身指带有前后保险杠横梁和前后风挡玻璃的车身金属骨架。如果车身侧围开有小 窗，且小窗玻璃和车身用胶粘连，这部分窗玻璃也应包含在内。如果副车架与车身刚性连接（副车架与 车身连接处没有胶套），或者有其它通过螺栓连接的用于提高车身刚度的零部件，也应包含在本流程定 义的白车身概念内。 3.2 车架
Q/SQR
奇瑞汽车有限公司企业标准
Q/SQR.04.091－2008
代替Q/SQR.04.091-2007
车身（车架）刚度 CAE 分析和试验方法
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度尽量与孔半径相等；
网
R4~6的安装孔以4个 节点模拟；R4以下的
格
孔删除，只留圆心。
划
分
倒角处理： R5以下的 倒角忽略，R5以上宽度 5~8mm用1层单元表示， 宽度大于8mm用2层以 上的单元表示
12
CAE
3.3网格划分 Element Split-劈单元的荡然区域和方法
三
网 格 划 分
13
3
1.3CAE模态分析的意义
一个系统的模态是其系统的固有性能，通过模态测试和模态CAE分析 都能分析出系统的模态。
一
CAE
分析出系统的模态后，可以根据模态频率之间的解耦，解决模态频率 相同或接近引起的共振问题；可以根据模态振型，合理布置零部件之 间的连接；可以根据模态阻尼，采取降低阻尼的办法减小振动。
分
析
意
进行CAE模态分析可以在系统设计的初期就进行系统的模态计算分析， 而不用等到样件制造出来后再进行试验。从而有效的节省了人力成本，
义
时间成本，以及制造成本。
4
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
5
CAD
建立
三
网 格 划 分
8
CAE
3.2 几何清理 板单元：抽中面
三
网 格 划 分
9
CAE
3.2 几何清理 螺栓孔处理：washer
三
网 格 划 分
10
CAE
3.3 网格划分
三
网 格 划 分
11
3.3 网格划分
细节要求
螺栓孔：R6以上的安
三
装孔以带一层
washer的至少6个节
CAE
点模拟，washer宽
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
21
CAE
5.1自由边检查
五
质 量 检 查
22
CAE
5.2qualityindex检查
五
质 量 检 查
23
CAE
5.3 F10检查
五
质 量 检 查
24
5.3 质量一般要求
aspect ratio≤4
skew≤40 o
warpage≤15 o
五
45 o≤angle（quad）≤135 o
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
17
CAE
4.1 刚性连接 rbe2
四
部 件 连 接
18
CAE
4.2 螺栓连接
四
部 件 连 接
19
CAE
4.3 焊点连接
四
部 件 连 接
20
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
CAE
模 态 设 置
30
CAE
6.5定义控制卡片 模态分析需要定义sol和param两个控制卡片
六
模 态 设 置
31
CAE
6.5定义控制卡片 sol控制卡片
六
模 态 设 置
32
CAE
6.5定义控制卡片 param控制卡片
六
模 态 设 置
33
CAE
6.导出计算 导出nastran计算文件，使用nastran进行计算。CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
35
CAE
7.1结果导入 使用hyperview软件，导入模态计算结果。
七
结 果 读 取
20 o≤angle（tria）≤120 o
CAE
jacobian≥0.6
TRIA单元数≤6%；除结构限制外，不允许有两个以上的TRIA单元连
质
在一起。
量
通用2D网格标准
检
采用10mm，允许出现小单元，但最小尺寸不能小于2mm。基本参 数如下：
查
1、Min size 5mm, max interior angle quad: 135
CAE
3.3网格划分 防止干涉的要求
三
网 格 划 分
圆角处理
14
CAE
3.4建立材料 常用材料： 钢材E:2.1e+5
三
NU:0.3 RHO:7.85e-9
网 格 划 分
15
3.5建立属性
Shell 厚度：T
三
Psolid
CAE
网 格 划 分
16
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
辛雨 2012年12月
1
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
2
1.1 模态分析的定义
模态分析实质上是一种坐标变换，其目的在于把原物理坐标系统中
描述的相应向量，转换到“模态坐标系统”中来描述，模态试验就是
一
通过对结构或部件的试验数据的处理和分析，寻求其“模态参数”。
二
数模
材料
CAE
分
几何
质量
析
处理
检查
流
程
网格 处理
连接 单元
建立
CAE
属性
结果
建立 约束
导出 计算
建工 作步
控制 卡片
6
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
7
CAE
3.1 几何模型的导入 stp文件，igs文件等标准格式
1.2模态分析基本原理
CAE
模态分析有很多种方法，仅介绍频域法模态拟合的基本原理：
分
经离散化处理后，一个结构的动态特性可由N 阶矩阵微分方程描述：
析
意
经过拉普拉斯变换等处理，可得到频率响应函数矩阵H(ω)，该矩阵
义
中矩阵中第i行第j列的元素
ωr、ξr 、Φr分别称为第r 阶模态频率、模态阻尼比和模态振型 。
6、单元检查，一定要在HyperMesh模块下画网，不能在Nastran模
块下。（为软件BUG）
25
CAE CAE CAE CAE CAE CAE CAE
七
六
五
四
三
二
一
结
模
质
部
网
分
分
果
态
量
件
格
析
析
读
设
检
连
划
流
意
取
置
查
接
分
程
义
26
CAE
6.1定义约束 自由模态不需要定义约束，但前6阶将为自由模态。
2、max length 15mm, min interior angle quad: 45
3、aspect ratio 5, max interior angle tria: 120
4、warpage 10
min interior angle tria: 20
5、skrew angle: 45 jacobi 0.6 %of trias: <7%
六
模 态 设 置
27
CAE
6.2定义载荷 模态不需要定义载荷。
六
模 态 设 置
28
CAE
6.3定义模态范围 使用阶数定义模态范围时不要忘记自由模态前6阶问题。
六
模 态 设 置
29
6.4定义工作步
Output----displacement---arguments---argument2
六
Displacement(plot)=all