文档介绍：第1章绪论
计算机辅助工程(CAE)概述
有限元法(FEM)的发展与现状
有限元法的基本思想
什么是计算机辅助工程(CAE)
CAE=在产品的研发过程中,利用计算机进行建模及性能仿真分析
性能仿真的内容涉及产品(或系统)的力学性能(变形,应力)、热学性能、流动性能、振动特性和噪声控制等
可替代大多数昂贵而费时的物理样机实验,即用数字化样机取代传统的物理样机实验
广泛应用于各工业领域
计算机辅助工程(CAE)概述
为什么要采用CAE
波音777的研发过程中采用CAE数字化样机技术,节省了大量物理样机试飞次数,仅一次试飞即获得成功,每次物理样机实验需花费1亿美元
CAE技术在汽车工业中的应用,使新车开发周期由原来的5~6年缩减到现在的1~2年
在机械工程中的应用
齿轮
在土木工程中的应用
在航空工程中的应用
在电子工程中的应用
在生物工程中的应用
CAE方法体系
机械系统物理模型:
结构模型,机构模型
数学模型:
偏微分方程,常微分方程
数学模型:
物体运动:常微分方程, 铰约束:代数方程
解析法:材料力学,弹性力学等
数值法
解析法:理论力学,机械原理等
数值法
有限差分法
FDM
有限元法
FEM
边界元法
BEM
有限体积法
FVM
无网格法
Meshfree
多体动力学
或虚拟样机
结构模型
机构模型
CAE方法体系—数值分析工具箱
“如果仅有一把锤子,解决问题的方法只能是用钉子”
有限元法:CAE的最主要方法,求解问题包罗万象,几乎涵盖各个学科及各个工程领域。技术最成熟,商业软件十分丰富。如ANSYS,NASTRAN,MAC,LS-DYNA,ABAQUS,ADINA…