CAE的概念、发展及其研究内容和在汽车产品设计制造中的应用详细概述

2018-06-06 16:37:59 0评

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  本文介绍了CAE的概念、发展及其研究内容,说明了在设计前期引入CAE技术对于减少设计错误、缩短设计周期、提高产品设计质量的重要意义,并从汽车结构强度分析、车身覆盖件成形过程的计算机仿真、汽车碰撞安全性分析、汽车结构优化设计几个方面讲述了CAE技术在汽车产品设计制造中的应用。

  CAE(Computer Aided Engineering)从字面上讲是计算机辅助工程,其概念很广,可以包括工程和制造业信息化的所有方面。但传统的CAE主要是指工程设计中的分析计算和分析仿真,其核心是基于现代计算力学的有限单元分析技术。

  从广义上说,计算机辅助工程包括很多,从字面上讲,它可以包括工程和制造业信息化的所有方面,但是传统的CAE主要指用计算机对工程和产品进行性能与安全可靠性分析,对其未来的工作状态和运行行为进行模拟,及早发现设计缺陷,并证实未来工程、产品功能和性能的可用性和可靠性。这里主要是指CAE软件。

  CAE软件可以分为两类:针对特定类型的工程或产品所开发的用于产品性能分析、预测和优化的软件,称之为专用CAE软件;可以对多种类型的工程和产品的物理、力学性能进行分析、模拟和预测、评价和优化,以实现产品技术创新的软件,称之为通用CAE软件。

  CAE软件的主体是有限元分析(FEA,Finite Element Analysis)软件。有限元方法的基本思想是将结构离散化,用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象,单元之间通过有限个节点相互连接,然后根据变形协调条件综合求解。由于单元的数目是有限的,节点的数目也是有限的,所以称为有限元法。这种方法灵活性很大,只要改变单元的数目,就可以使解的精确度改变,得到与真实情况无限接近的解。

  基于有限元方法的CAE系统,其核心思想是结构的离散化。

  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。

  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,表示应用、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。

CAE的概念、发展及其研究内容和在汽车产品设计制造中的应用详细概述

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