CAE概念培训学习课程

1、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第1页/共41页第一页，编辑于星期五：十三点 十四分。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 第2页/共41页第二页，编辑于星期五：十三点 十四分。结构几个基本术语 刚度 强度 模态第3页/共41页第三页，编辑于星期五：十三点 十四分。结构几个基本术语刚度概念刚度：抗变形能力，

2、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。第4页/共41页第四页，编辑于星期五：十三点 十四分。 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第5页/共41页第五页，编辑于星期五：十三点 十四分。 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第6页/共41页第六页，编辑于星期五：十三点 十四分。 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、模态要求第7页/共41页第七页，

3、编辑于星期五：十三点 十四分。有限元简介 有限元方法 有限元分析步骤第8页/共41页第八页，编辑于星期五：十三点 十四分。 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第9页/共41页第九页，编辑于星期五：十三点 十四分。x)(xfy y 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

4、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第10页/共41页第十页，编辑于星期五：十三点 十四分。 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，

5、精度有限。有限元简介有限元方法与试验方法的比较第11页/共41页第十一页，编辑于星期五：十三点 十四分。有限元简介有限元分析过程 前处理 求解 后处理第12页/共41页第十二页，编辑于星期五：十三点 十四分。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第13页/共41页第十三页，编辑于星期五：十三点 十四分。 几何建模 网格生成 材料参数 边界条件处理

6、前处理计算模型生成有限元简介有限元分析过程第14页/共41页第十四页，编辑于星期五：十三点 十四分。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第15页/共41页第十五页，编辑于星期五：十三点 十四分。有限元简介常用单元类型第16页/共41页第十六页，编辑于星期五：十三点 十四分。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第17页/共41页第十七页，编辑于星期五：十三点 十四分。边界条件说明约束载荷有限元简介有限元分析过程沟通第18页/共41页第十八页，编辑于星期五：十三点 十

7、四分。 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第19页/共41页第十九页，编辑于星期五：十三点 十四分。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第20页/共41页第二十页，编辑于星期五：十三点 十四分。后处理有限元简介有限元分析过程第21页/共41页第二十一页，编辑于星期五：十三点 十四分。后处理有限元简介有限元分析过程第22页/共41页第二十二页，编辑于星期五：十三点 十四分。后处理有

8、限元简介有限元分析过程第23页/共41页第二十三页，编辑于星期五：十三点 十四分。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，玻璃升降器第24页/共41页第二十四页，编辑于星期五：十三点 十四分。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）第25页/共41页第二十五页，编辑于星期五：十三点 十四分。强度白车身强度：驱动，制动，转向，上下冲击，单轮

9、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。第26页/共41页第二十六页，编辑于星期五：十三点 十四分。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。第27页/共41页第二十七页，编辑于星期五：十三点 十四分。碰撞 整车前碰第28页/共41页第二十八页，编辑于星期五：十三点 十四分。碰撞 侧碰第29页/共41页第二十九页，编辑于星期五：十三点 十四分。碰撞后碰第30页/共41页第三十页，编辑于星期五：十三点 十四分。碰撞40偏置碰第31页/共41页第三十一页，编辑于星期五：十三点 十四分。流体外流场：迎风面积，风阻系数。第32页/共41页第三十二页，编辑于星期五

10、：十三点 十四分。流体空调风道：出风均匀性，风量分配比率。出风口出风口流量（流量（kg/s）出风口风量比例分析值出风口风量比例分析值左出风0.05223.4左中出风0.05725.7右中出风0.05424.3右出风0.05926.6第33页/共41页第三十三页，编辑于星期五：十三点 十四分。运动第34页/共41页第三十四页，编辑于星期五：十三点 十四分。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：间隙检查第35页/共41页第三十五页，编

11、辑于星期五：十三点 十四分。项目组提供的数据 数模 参数 工况第36页/共41页第三十六页，编辑于星期五：十三点 十四分。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：悬架第37页/共41页第三十七页，编辑于星期五：十三点 十四分。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、幅度第38页/共41页第三十八页，编辑于星期五：十三点 十四分。项目组提供的数据工况约束：焊点，固连，螺