1、CAE基本概念培訓(xùn),結(jié)構(gòu)有限元,提綱,結(jié)構(gòu)分析的目的 結(jié)構(gòu)幾個(gè)基本術(shù)語的含義 有限元方法概況 CAE目前可以做的事情 項(xiàng)目組相應(yīng)提供的數(shù)據(jù),1、克服傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的不足。 以往的設(shè)計(jì)大都是基于經(jīng)驗(yàn)的，基于經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)在以往的產(chǎn)品開發(fā)中取得了巨大的成功，但也存在一些不足，一般只能解決行不行的問題，很難解決優(yōu)不優(yōu)的問題，并且經(jīng)驗(yàn)的積累需要時(shí)間，有時(shí)也不可靠。 2、評價(jià)設(shè)計(jì) 3、優(yōu)化設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)分析的目的,結(jié)構(gòu)幾個(gè)基本術(shù)語,剛度 強(qiáng)度 模態(tài),結(jié)構(gòu)幾個(gè)基本術(shù)語剛度概念,剛度：抗變形能力，看位移。 基本要求：構(gòu)件在工作時(shí)的彈性變形在規(guī)定的限度內(nèi)。 曬衣繩竹竿鋼管 車身前后剛度小，中間剛度大。,強(qiáng)度：抗破壞（斷

2、裂或明顯塑性變形），看應(yīng)力 高強(qiáng)度鋼板、低強(qiáng)度鋼板都是鋼板，基本特征沒有變，變的是能夠勝任的場合。,結(jié)構(gòu)幾個(gè)基本術(shù)語強(qiáng)度概念,模態(tài)：固有頻率及振動形式 為基于白車身動態(tài)特性的設(shè)計(jì)開發(fā)提供參考依據(jù)。,結(jié)構(gòu)幾個(gè)基本術(shù)語模態(tài)概念,平滑剛度設(shè)計(jì) 等強(qiáng)度設(shè)計(jì) 高頻設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)幾個(gè)基本術(shù)語剛度、強(qiáng)度、模態(tài)要求,有限元簡介,有限元方法 有限元分析步驟,有限元方法也叫“有限單元法”或“有限元素法”，英文是：“Finite Element Method”。這種方法最初起源于結(jié)構(gòu)分析，由結(jié)構(gòu)力學(xué)的位移法發(fā)展而來。 有限元的基本思想就是分片逼近 。 將連續(xù)系統(tǒng)分割成有限個(gè)分區(qū)或單元，對每個(gè)單元提出一個(gè)近似解，再將所有

3、單元按標(biāo)準(zhǔn)方法組合成一個(gè)與原有系統(tǒng)近似的系統(tǒng)。,有限元簡介有限元方法,從定積分的定義出發(fā)，可以將曲線分成若干小段，用若干矩形面積之和作為近似解，如果在小段內(nèi)用簡單函數(shù)逼近曲線，在有限范圍內(nèi)結(jié)果精度可以得到顯著提高。,有限元簡介有限元方法示意,實(shí)驗(yàn)方法 最大優(yōu)點(diǎn)是結(jié)果真實(shí)可靠，通常被當(dāng)作產(chǎn)品最終定型的權(quán)威性依據(jù)。缺點(diǎn)是： 1）實(shí)驗(yàn)一定要在樣品或樣機(jī)試制之后才能進(jìn)行，成本高、周期長，并且只適合批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。 2）可以獲得的數(shù)據(jù)量有限，無法對設(shè)計(jì)提供更多的指導(dǎo)，更無法進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。 3）受實(shí)驗(yàn)手段的限制，有些參數(shù)無法測準(zhǔn)。 有限元方法 1）經(jīng)濟(jì)、快捷，成本低、周期短。（與實(shí)驗(yàn)相比） 2）一次分析可

4、以獲得大量的數(shù)據(jù)。 3）可以與設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。 4）可以配合優(yōu)化算法，對設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。 缺點(diǎn)是：受計(jì)算機(jī)硬件的限制，精度有限。,有限元簡介有限元方法與試驗(yàn)方法的比較,有限元簡介有限元分析過程,前處理 求解 后處理,1、前處理 用于模型數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的軟件。通常包含結(jié)構(gòu)幾何建模、網(wǎng)格生成、邊界條件處理及材料參數(shù)生成、編輯與修改等功能。 2、后處理 用于處理、分析和評價(jià)分析結(jié)果的軟件。通常包含物理量分布規(guī)律的顯示、分析結(jié)果的變換處理、各種曲線及圖表的生成與繪制等處理功能。,有限元前后處理的概念,有限元簡介有限元分析過程,幾何建模 網(wǎng)格生成 材料參數(shù) 邊界條件處理,前處理計(jì)算模型生成,有限元簡介有限元分析過

5、程,網(wǎng)格時(shí)間 單元 焊點(diǎn) 膠粘：玻璃膠、頂棚膠 其他連接：螺接、鉚接、翻邊,有限元簡介有限元分析過程,精度,有限元簡介常用單元類型,材料參數(shù)數(shù)據(jù) 基本參數(shù)：彈性模量、泊松比、密度 碰撞還需：應(yīng)力應(yīng)變曲線、應(yīng)變率曲線,有限元簡介有限元分析過程,準(zhǔn)確,邊界條件說明 約束 載荷,有限元簡介有限元分析過程,溝通,物理量分布規(guī)律的顯示 分析結(jié)果的變換處理 各種曲線及圖表的生成與繪制,后處理,有限元簡介有限元分析過程,后處理 后處理的目的在于分析計(jì)算模型是否合理，提出結(jié)論。 用可視化方法（等值線、等值面、色塊圖）分析計(jì)算結(jié)果，包括位移、應(yīng)力、應(yīng)變、溫度等； 最大最小值分析； 特殊部位分析。,有限元簡介有限

6、元分析過程,后處理,有限元簡介有限元分析過程,后處理,有限元簡介有限元分析過程,后處理,有限元簡介有限元分析過程,CAE現(xiàn)階段在做的事情,剛度：白車身剛度，開閉件剛度 強(qiáng)度：白車身強(qiáng)度，懸架關(guān)鍵件強(qiáng)度 模態(tài)：白車身自由模態(tài)，開閉件自由模態(tài)，懸架關(guān)鍵 件自由模態(tài)。 碰撞：整車前碰、側(cè)碰、后碰、40偏置碰 流體：外表面，空調(diào)風(fēng)道 運(yùn)動：輪跳，懸架運(yùn)動學(xué)，懸架動力學(xué)，整車操穩(wěn)， 整車平順，雨刮，玻璃升降器,剛度,白車身剛度：彎扭剛度 開閉件剛度：彎扭剛度，垂向剛度（車門）,強(qiáng)度,白車身強(qiáng)度：驅(qū)動，制動，轉(zhuǎn)向，上下沖擊，單輪沖擊等。 懸架關(guān)鍵件強(qiáng)度：驅(qū)動，制動，轉(zhuǎn)向，上下沖擊，單輪沖擊等。,模態(tài),白車

7、身自由模態(tài) 開閉件自由模態(tài) 懸架關(guān)鍵件自由模態(tài)。,碰撞,整車前碰,碰撞,側(cè)碰,碰撞,后碰,碰撞,40偏置碰,流體,外流場：迎風(fēng)面積，風(fēng)阻系數(shù)。,流體,空調(diào)風(fēng)道：出風(fēng)均勻性，風(fēng)量分配比率。,運(yùn)動,運(yùn)動,輪跳：極限位置 懸架運(yùn)動學(xué)：四輪定位 懸架動力學(xué)：受力時(shí)四輪定位參數(shù)變化量 整車操穩(wěn)：中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)側(cè)向加速度，不足轉(zhuǎn)向度 ，車身側(cè)傾度 。 整車平順：汽車舒適度 雨刮：極限位置，運(yùn)動軌跡 玻璃升降器：間隙檢查,項(xiàng)目組提供的數(shù)據(jù),數(shù)模 參數(shù) 工況,項(xiàng)目組提供的數(shù)據(jù)數(shù)模,結(jié)構(gòu)：白車身、開閉件、懸架關(guān)鍵件（副車 架、擺臂、橫向穩(wěn)定桿、扭轉(zhuǎn)梁） 碰撞：內(nèi)外飾，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等 流體：車身外表面（包括后視鏡，油箱等） 空調(diào)風(fēng)道 運(yùn)動：懸架,項(xiàng)目組提供的數(shù)據(jù)參數(shù),材料參數(shù) 結(jié)構(gòu)板金件 基本參數(shù)：彈性模量、泊松比、密度 碰撞還需：應(yīng)力應(yīng)變曲線、應(yīng)變率曲線 運(yùn)動襯套 各襯套剛度、阻尼 輪胎剛度、阻尼 運(yùn)動分析參數(shù) 前后懸架剛度、座椅剛度、轉(zhuǎn)動慣量 動力響應(yīng) 路面不平度，振動頻率、幅度,項(xiàng)目組提供的數(shù)據(jù)工況,