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CAE基本概念培训 结构有限元 提纲 结构分析的目的结构几个基本术语的含义有限元方法概况CAE目前可以做的事情项目组相应提供的数据 1 克服传统设计方法的不足 以往的设计大都是基于经验的 基于经验的设计在以往的产品开发中取得了巨大的成功 但也存在一些不足 一般只能解决行不行的问题 很难解决优不优的问题 并且经验的积累需要时间 有时也不可靠 2 评价设计3 优化设计 结构分析的目的 结构几个基本术语 刚度强度模态 结构几个基本术语刚度概念 刚度 抗变形能力 看位移 基本要求 构件在工作时的弹性变形在规定的限度内 晒衣绳 竹竿 钢管车身前后刚度小 中间刚度大 强度 抗破坏 断裂或明显塑性变形 看应力高强度钢板 低强度钢板都是钢板 基本特征没有变 变的是能够胜任的场合 结构几个基本术语强度概念 模态 固有频率及振动形式为基于白车身动态特性的设计开发提供参考依据 结构几个基本术语模态概念 平滑刚度设计等强度设计高频设计 结构几个基本术语刚度 强度 模态要求 有限元简介 有限元方法有限元分析步骤 有限元方法也叫 有限单元法 或 有限元素法 英文是 FiniteElementMethod 这种方法最初起源于结构分析 由结构力学的位移法发展而来 有限元的基本思想就是分片逼近 将连续系统分割成有限个分区或单元 对每个单元提出一个近似解 再将所有单元按标准方法组合成一个与原有系统近似的系统 有限元简介有限元方法 从定积分的定义出发 可以将曲线分成若干小段 用若干矩形面积之和作为近似解 如果在小段内用简单函数逼近曲线 在有限范围内结果精度可以得到显著提高 有限元简介有限元方法示意 实验方法最大优点是结果真实可靠 通常被当作产品最终定型的权威性依据 缺点是 1 实验一定要在样品或样机试制之后才能进行 成本高 周期长 并且只适合批量生产的产品 2 可以获得的数据量有限 无法对设计提供更多的指导 更无法进行结构优化 3 受实验手段的限制 有些参数无法测准 有限元方法1 经济 快捷 成本低 周期短 与实验相比 2 一次分析可以获得大量的数据 3 可以与设计同步进行 4 可以配合优化算法 对设计进行优化 缺点是 受计算机硬件的限制 精度有限 有限元简介有限元方法与试验方法的比较 有限元简介有限元分析过程 前处理求解后处理 1 前处理用于模型数据准备的软件 通常包含结构几何建模 网格生成 边界条件处理及材料参数生成 编辑与修改等功能 2 后处理用于处理 分析和评价分析结果的软件 通常包含物理量分布规律的显示 分析结果的变换处理 各种曲线及图表的生成与绘制等处理功能 有限元前后处理的概念 有限元简介有限元分析过程 几何建模网格生成材料参数边界条件处理 前处理 计算模型生成 有限元简介有限元分析过程 网格 时间单元焊点胶粘 玻璃胶 顶棚胶其他连接 螺接 铆接 翻边 有限元简介有限元分析过程 精度 有限元简介常用单元类型 材料参数 数据基本参数 弹性模量 泊松比 密度碰撞还需 应力应变曲线 应变率曲线 有限元简介有限元分析过程 准确 边界条件 说明约束载荷 有限元简介有限元分析过程 沟通 物理量分布规律的显示分析结果的变换处理各种曲线及图表的生成与绘制 后处理 有限元简介有限元分析过程 后处理后处理的目的在于分析计算模型是否合理 提出结论 用可视化方法 等值线 等值面 色块图 分析计算结果 包括位移 应力 应变 温度等 最大最小值分析 特殊部位分析 有限元简介有限元分析过程 2020 1 30 22 可编辑 后处理 有限元简介有限元分析过程 后处理 有限元简介有限元分析过程 后处理 有限元简介有限元分析过程 CAE现阶段在做的事情 刚度 白车身刚度 开闭件刚度强度 白车身强度 悬架关键件强度模态 白车身自由模态 开闭件自由模态 悬架关键件自由模态 碰撞 整车前碰 侧碰 后碰 40 偏置碰流体 外表面 空调风道运动 轮跳 悬架运动学 悬架动力学 整车操稳 整车平顺 雨刮 玻璃升降器 刚度 白车身刚度 弯扭刚度开闭件刚度 弯扭刚度 垂向刚度 车门 强度 白车身强度 驱动 制动 转向 上下冲击 单轮冲击等 悬架关键件强度 驱动 制动 转向 上下冲击 单轮冲击等 模态 白车身自由模态开闭件自由模态悬架关键件自由模态 碰撞 整车前碰 碰撞 侧碰 碰撞 后碰 碰撞 40 偏置碰 流体 外流场 迎风面积 风阻系数 流体 空调风道 出风均匀性 风量分配比率 运动 运动 轮跳 极限位置悬架运动学 四轮定位悬架动力学 受力时四轮定位参数变化量整车操稳 中性转向点侧向加速度 不足转向度 车身侧倾度 整车平顺 汽车舒适度雨刮 极限位置 运动轨迹玻璃升降器 间隙检查 项目组提供的数据 数模参数工况 项目组提供的数据数模 结构 白车身 开闭件 悬架关键件 副车架 摆臂 横向稳定杆 扭转梁 碰撞 内外饰 转向系统 制动系统等流体 车身外表面 包括后视镜 油箱等 空调风道运动 悬架 项目组提供的数据参数 材料参数结构 板金件基本参数 弹性模量 泊松比 密度碰撞还需 应力应变曲线 应变率曲线运动 衬套各衬套刚度 阻尼轮胎刚度 阻尼运动分析参数前后悬架刚度 座椅刚度 转动惯量动力响应路面不平度 振动频率 幅度 项目组