结构有限元分析软件Academic Teaching Mechanical(5tasks)

结构有限元分析软件Academic Teaching Mechanical(5tasks)
1、结构强度分析
1.1要求具备基本的结构线性静态分析功能。

1.2要求同时拥有非线性（几何非线性，材料非线性，接触非线性）和动力学分析功能（模态、谐响应、瞬态分析、响应谱、随机振动等），实现应力、变形、摩擦、插拔力等各种工程分析。

1.3要求能够实现非线性的预应力模态分析。

1.4要求软件可以模拟多种边界条件的（对称边界、压缩支撑等），要求具有工程问题实用载荷类型（惯性力、弯矩、远端载荷、轴承载荷、螺栓预紧力等）。

★1、5要求具备螺栓模拟功能，能方便的创建螺栓单元，分析螺栓预紧力作用下的结构受力。

1。

6要求具备屈曲分析功能（线性屈曲、非线性屈曲、循环对称屈曲分析）。

1.7要求可以进行高级对称分析（循环对称模态分析、循环对称预应力模态分析、循环对称结构静力分析、轴对称、平面对称和反对称）。

★1.8要求软件具备“大题化小”技术，包括子结构分析技术、子模型分析技术。

1.9要求能进行断裂力学分析（应力强度因子、J积分、裂纹尖端能量释放率）。

1.10要求软件提供非线性叠层壳单元、高阶叠层实体单元，具有、初应力、层间剪应力、温度相关的材料属性、应力梯度跟踪、中面偏置、Tsai-Wu失效准则等功能，同时可以对计算结果进行图形化显示、图形化定义材料截面、3D方式察看板壳实体结果、逐层查看纤维排布、逐层查看分析结果。

1.11要求软件具备参数化设计语言，提高分析的灵活性。

2、结构疲劳分析
2.1软件要求能支持单轴、双轴、多轴应力疲劳寿命和应变疲劳寿命计算。

2.2软件要求能支持多种复杂的载荷时间历程，支持雨流计数。

2.3软件要求能支持Goodman、Soderberg、Gerber、Mean Stress Curves 等平均应力修正。

2.4软件要求能够得到寿命、损伤、安全系数、等效交变应力、雨流矩阵、损伤矩阵、疲劳敏感性等计算结果。

3、刚体动力学分析模块
★3.1软件要求可以利用自动探测运动副功能来建立零件之间的连接关系。

并根据自动探测的结果，可以快速修改运动副的连接关系。

3.2软件要求可利用完整的运动副类型（固定、转动、柱面滑动和转动、平动、滑槽、万向连接、球铰、平面运动、自定义等）和弹簧来建立零件之间的连接，提供精确的定位方法保证零件间的定位。

提供体对体(BTB)和体对地(BTG)等连接方法。

3.3软件要求刚体动力学分析可以和柔性体分析功能在统一的环境中实现无缝集成，一次求解同时得到结构运动结果和强度/变形结果等，并支持柔性体的各种非线性特性（如接触、大变形、材料非线性等）。

用户可自由定义零件为刚体或柔体，设置相关求解属性，直接计算刚体的位移、速度、加速度和反作用力以及柔体的变形和应力。

软件能真正意义上实现刚柔动力学分析的直接耦合。

4、4热分析
4.1要求能够模拟结构在热载荷下的温度分布，同时可以进行稳态热分析和瞬态热分析。

4.2要求能够模拟的热现象包括：热传导、热对流、热辐射、相变、稳态温度场、瞬态温度场。

4.3要求能够模拟线性和非线性的材料性能。

5、多场耦合分析
5.1软件要求能进行多种物理场分析：全面覆盖结构力学、传热学。

5.2软件要求能支持多场单元直接耦合分析：具有包括结构、热自由度，像单场分析一样轻松完成多场及其耦合分析。

5.3软件要求能实现结构热耦合分析计算机械负载、热负荷双重作用下结构变形、应力分布等，在结构上同时施加机械载荷和热载荷，一次得出结构应力、变形等结果。

★5.4软件能够与流体模块配合，实现无缝的耦合场分析，不需要手动中间数据转换和提取。

5.5软件要求能实现声-振耦合、热-结构耦合、热-电耦合、压电、压阻分析等等。

6、多目标快速优化
6.1设计优化功能（参数优化）：软件提供基于变分技术采用“目标驱动”的优化方法，研究变量的输入（几何、载荷等）对响应（应力、频率等）的影响，生成分析设计的响应面和响应曲线。

输入参数支持从各种CAD系统传递过来的参数定义。

6.2拓扑优化：可以为结构设计提供外形设计建议，提供了拓扑形状优化、拓扑频率优化功能。

6.3提供基于6sigma的优化设计方法使优化的结构模型更稳健。

7、高级CAE前后处理
★7.1软件不仅要有通过中间格式读入CAD文件的功能，还要求提供与CAD软件的专用接口，从而能实现直接共享CAD软件的参数化几何零部件和装配模型，并且自动传递和定义各种装配关系，无需任何改动直接进行必要的分析。

能够通过设置接触容差自动探测自建模型和导入的CAD模型装配关系，自动建立接触单元，实现快速复杂装配体的仿真分析，减少大量的人工定义零件之间的装配接触的工作。

★7.2仿真分析向导：要求具备操作方便，求解参数自动设置的功能，如提供结构强度、刚度、模态、谐响应、传热、疲劳等分析向导，帮助分析人员快速上手，缩短分析时间。

7.3具备参数化建模功能：在修改模型时减少重新划分网格、施加载荷、加边界条件等工作，实现基于参数化的高效仿真分析；同时要求CAE与CAD软件间模型能够实现参数双向传递。

7.4模型网格：具备结构化与非结构化网格划分功能；网格具有基于曲率自适应与自动优化的能力；具备网格诊断与单个节点操纵的能力；具备网格雕塑功能以便对任意复杂模型划分全结构化网格；具备与所有主流计算流体仿真软件的网格格式接口；能对不同流体软件的计算网格进行相互转换；具备生成结构力学计算所需网格的能力，能直接支持本单位已有的结构力学计算软件（包括对载荷及求解设置的定义）；结构力学计算网格亦要求能针对任意复杂结构采用网格雕塑方法创建全六面体网格；自动的面网格、四面体网格、棱柱层网格和六面为主的体网格划分功能，薄面扫描划分功能。

★7.5自动六面体、四变形壳网格划分功能，而且在局部细节如倒角，能够自动局部加密，在圆孔周围会自动划分由四变形或六面体组成的环行单元。

7.6良好的网格编辑功能：手工拖动网格节点调节网格质量；局部的粗化、细化、自动光滑、网格缝补等功能提高网格质量；低阶单元与高阶单元的自动转化。

7.7虚拓扑功能：能把多个小碎面自动连接成一个整面，使网格划分更加连续，避免几何细节特征造成局部网格质量过密。

★7.8自动清除局部的细节特征功能，通过设置容差把与有限元分析无关的细节特征，如小倒角、小孔等，自动忽略掉；自动填补小孔洞：可以通过设置洞的半径，自动查找该半径下的孔填补。

7.9图形后处理能力：要求前后处理与求解器高度集成，需具备三维交互式可视化环境；云图、矢量图、流线图、等值线（面）图等分析图；具备探针的功能；时间历史结果处理；集成的动画创建和播放；具有多窗口显示的能力；具备定性/定量数值计算能力；具备读取多
种CAE/CFD软件计算结果的能力。

★7.10软件的前后处理要求为Windows操作风格，目录树管理模型数据库，支持两个零件连接面（运动关系）的清晰显示，快速高质量的动画显示效果，支持多窗口画面分割显示并能自动生成计算报告。

8、参数化建模
8.1软件本身具备三维参数化CAD建模能力，能对草图、尺寸、几何原型、拖拉、延伸、旋转、扫掠、蒙皮、曲面、倒角、倒圆等造型过程使用所定义的参数驱动，能参数化生成焊点。

且能够读入不同CAD系统的模型进行参数化装配、修改等。

8.2软件能便捷地对CAD模型进行适合CAE分析的修改（如细小特征的自动检查、删除、模型中面的自动抽取等），能对有缺陷的模型进行快捷的检查和修复（如自动检查模型缺陷、缝合缝隙、清除重合对象等）。

9、CAD接口
9.1要求与CAD软件有直接几何接口，可以直接读取CAD模型文件，模型和设计参数可以直接调入CAE软件进行参数化CAE分析。

★9.2CAD软件中的参数化设计变量可以完全传递到CAE分析软件中，能作到CAD-CAE 双向参数互动，能够针对CAD传递过来的设计参数进行各类优化计算。