计算机辅助工程CAE解决工程问题的基本步骤?

Question

请搞清楚CAE是什么再来回答问题,谢谢!

Answer 1

简介
CAE(Computer Aided Engineering)是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。CAE从60年代初在工程上开始应用到今天，已经历了30多年的发展历史，其理论和算法都经历了从蓬勃发展到日趋成熟的过程，现已成为工程和产品结构分析中(如航空、航天、机械、土木结构等领域)必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续力学各类问题的一种重要手段。随着计算机技术的普及和不断提高，CAE系统的功能和计算精度都有很大提高，各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生，并已成为结构分析和结构优化的重要工具，同时也是计算机辅助4C系统(CAD/CAE/CAPP/CAM)的重要环节。CAE系统的核心思想是结构的离散化，即将实际结构离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。其基本过程是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域，即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体；通过将连续体离散化，把求解连续体的场变量(应力、位移、压力和温度等)问题简化为求解有限的单元节点上的场变量值。此时得到的基本方程是一个代数方程组，而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组。求解后得到近似的数值解，其近似程度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。根据经验，CAE各阶段所用的时间为：40%～45%用于模型的建立和数据输入，50%～55%用于分析结果的判读和评定，而真正的分析计算时间只占5%左右。针对这种情况，采用CAD技术来建立CAE的几何模型和物理模型，完成分析数据的输入，通常称此过程为CAE的前处理。同样，CAE的结果也需要用CAD技术生成形象的图形输出，如生成位移图、应力、温度、压力分布的等值线图，表示应力、温度、压力分布的彩色明暗图，以及随机械载荷和温度载荷变化生成位移、应力、温度、压力等分布的动态显示图。我们称这一过程为CAE的后处理。针对不同的应用，也可用CAE仿真模拟零件、部件、装置(整机)乃至生产线、工厂的运动和运行状态。
[编辑本段]CAE软件
CAE软件按研究对象分为：静态结构分析，动态分析；按研究问题分为线性问题，非线性问题；按物理场分：结构（固体）、流体、电磁等。 主要有：Hyperworks，主要做前处理（分单元加载荷加约束）和后处理（看输出结果和仿真） I-DEAS，同时也做CAD Ansys，很经典的CAE，国内应用最广，客户成熟度最高，尤其是在高校科研领域。2006年收购了Fluent，2008年收购了AN-SOFT。Fluent是应用最广的流体分析软件，AN-SOFT是应用最广的电磁分析软件。在收购整合的过程中，Ansys的多物理场耦合成为一大特色。 ADINA,强大的非线性功能、能做直接流固耦合。 Abaqus，强大的非线性复杂动态问题求解器，专门汽车分析模块， LS-DYNA，强大的动态问题求解器，专门汽车分析模块， Nastran，线性问题求解器 Pam crash，专门的碰撞研究软件 Moldflow，模流分析软件 AutoForm，钣金冲压，特别是拉深分析软件 Madymo，汽车安全系统，如气囊，安全带整车碰撞性能分析软件 相对欧美国家，由于技术及仿真软件的价格限制，国内CAE技术要落后一些，虽然这个技术得到了普遍的认可，但是普及程度不高。主要是因为CAE技术使用门槛较高，需要专业的CAE研发人员。此外安世亚太与CADFEM在中国合资的安世中德可以提供CAE项目的咨询服务。

Answer 2

1.三维软件建模(catia,proe...)
2.运用有限元前处理软件对模型划分单元及加载边界条件（hypermesh,ansa...）
3.运用分析软件分析（ansys,abaqus...）
4.查看结果及对策本回答被提问者采纳