詳解CAE基本結(jié)構(gòu)與功能 (1)講解

詳解CAE基本結(jié)構(gòu)與功能一：CAE分析的三個步驟應(yīng)用CAE軟件對工程或產(chǎn)品進(jìn)行性能分析和模擬時，一般要經(jīng)歷以下三個過程：前處理：對工程或產(chǎn)品進(jìn)行建模，建立合理的有限元分析模型。有限元分析：對有限元模型進(jìn)行單元特性分析、有限元單元組裝、有限元系統(tǒng)求解和有限元結(jié)果生成。后處理：根據(jù)工程或產(chǎn)品模型與設(shè)計要求，對有限元分析結(jié)果進(jìn)行用戶所要求的加工、檢查，并以圖形方式提供給用戶，輔助用戶判定計算結(jié)果與設(shè)計方案的合理性。二：CAE軟件的結(jié)構(gòu)與功能其中包含以下模塊：前處理模塊---給實體建模與參數(shù)化建模，構(gòu)件的布爾運(yùn)算，單元自動剖分，節(jié)點自動編號與節(jié)點參數(shù)自動生成，載荷與材料參數(shù)直接輸入有公式參數(shù)化導(dǎo)入，節(jié)點載荷自動生成，有限元模型信息自動生成等。有限元分析模塊---有限單元庫，材料庫及相關(guān)算法，約束處理算法，有限元系統(tǒng)組裝模塊，靜力、動力、振動、線性與非線性解法庫。大型通用題的物理、力學(xué)和數(shù)學(xué)特征，分解成若干個子問題，由不同的有限元分析子系統(tǒng)完成。一般有如下子系統(tǒng)：線性靜力分析子系統(tǒng)、動力分析子系統(tǒng)、振動模態(tài)分析子系統(tǒng)、熱分析子系統(tǒng)等。后處理模塊---有限元分析結(jié)果的數(shù)據(jù)平滑，各種物理量的加工與顯示，針對工程或產(chǎn)品設(shè)計要求的數(shù)據(jù)檢驗與工程規(guī)范校核，設(shè)計優(yōu)化與模型修改等。用戶界面模塊、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)、知識庫。CAE軟件對工程和產(chǎn)品的分析、模擬能力，主要決定于單元庫和材料庫的豐富和完善程度，單元庫所包含的單元類型越多，材料庫所包括的材料特性種類越全，其CAE軟件對工程或產(chǎn)品的分析、仿真能力越強(qiáng)。一個CAE軟件的計算效率和計算結(jié)果的精度，主要決定于解法庫。先進(jìn)高效的求解算法與常規(guī)的求解算法，在計算效率上可能有幾倍、幾十倍，甚至幾百倍的差異。前后處理是近十多年發(fā)展最快的CAE軟件成分，它們是CAE軟件滿足用戶需求，使通用軟件專業(yè)化、屬地化，并實現(xiàn)CAD、CAM、CAPP、PDM等軟件無縫集成的關(guān)鍵性軟件成分。它們是通過增設(shè)CAD軟件，的接口數(shù)據(jù)模塊，實現(xiàn)了CAD/CAE的有效集成。CAE通常指有限元分析和機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)分析。有限元分析可完成力學(xué)分析(線性、非線性、靜態(tài)、動態(tài));場分析(熱場、電場、磁場等);頻率響應(yīng)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。機(jī)構(gòu)分析能完成機(jī)構(gòu)內(nèi)零部件的位移、速度、加速度和力的計算，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動模擬及機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。三：CAE的作用a)增加設(shè)計功能，借助計算機(jī)分析計算，確保產(chǎn)品設(shè)計的合理性，減少設(shè)計成本;b)縮短設(shè)計和分析的循環(huán)周期;c)CAE分析起到的“虛擬樣機(jī)”作用在很大程度上替代了傳統(tǒng)設(shè)計中資源消耗極大的“物理樣機(jī)驗證設(shè)計”過程，虛擬樣機(jī)作用能預(yù)測產(chǎn)品在整個生命周期內(nèi)的可靠性;d)采用優(yōu)化設(shè)計，找出產(chǎn)品設(shè)計最佳方案，降低材料的消耗或成本;e)在產(chǎn)品制造或工程施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問題;f)模擬各種試驗方案，減少試驗時間和經(jīng)費(fèi);g)進(jìn)行機(jī)械事故分析，查找事故原因。元計算科技發(fā)展有限公司是一家既年青又悠久的科技型企業(yè)。年青是因為她正處在戰(zhàn)略重組后的初創(chuàng)期，悠久是因為她秉承了中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所在有限元和數(shù)值計算方面所開創(chuàng)的光榮傳統(tǒng)。元計算的目標(biāo)是做強(qiáng)中國人自己的計算技術(shù)，做出中國人自己的CAE軟件。元計算秉承中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院有限元自動生成核心技術(shù)（曾獲中科院科技進(jìn)步二等獎、國家科技進(jìn)步二等獎），通過自身不懈的努力與完善，形成一系列具有高度前瞻性和創(chuàng)造性的產(chǎn)品。元計算產(chǎn)品適用范圍廣泛，目前有國內(nèi)外專業(yè)客戶300余家，涉及美、加、日、韓、澳、德、新等國，遍布石油化工、土木建筑、電磁電子、國防軍工、裝備制造、航空航天……等多個領(lǐng)域。

有限元語言及編譯器（FiniteElementLanguageAndit’sCompiler，以下簡稱FELAC）是中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院梁國平研究院于1983年開始研發(fā)的通用有限元軟件平臺，是具有國際獨創(chuàng)性的有限元計算軟件，是PFEPG系列軟件三十年成果（1983年—2013年）的總結(jié)與提升，有限元語言語法比PFEPG更加簡練，更加靈活，功能更加強(qiáng)大。目前已發(fā)展到2.0版本。其核心采用元件化思想來實現(xiàn)有限元計算的基本工序，