CAE仿真一般流程

演讲人：日期：CAE仿真一般流程目录CONTENTSCAE仿真概述前期准备工作前期准备工作几何模型建立与简化网格划分与边界条件设置求解器选择与参数设置结果分析与后处理总结与展望01CAE仿真概述定义CAE仿真是一种基于计算机辅助工程的技术，通过数值分析和模拟实验等方法对产品的性能、可靠性和安全性进行评估。重要性CAE仿真可以减少物理原型实验的次数，降低研发成本，提高产品质量和安全性，缩短产品上市周期。CAE仿真定义与重要性关联性CAE与CAD密不可分，CAD提供几何建模和工程设计支持，而CAE则利用CAD模型进行仿真分析。互相促进CAD技术的发展推动了CAE的广泛应用，而CAE的仿真结果又可以为CAD设计提供反馈和优化建议。CAE与CAD关系探讨在产品设计初期，就通过CAE仿真来评估和改进设计方案，以指导产品的优化设计。仿真驱动设计的概念可以更早地发现和解决潜在问题，降低后期更改设计的成本，提高产品的可靠性和安全性。仿真驱动设计的优势仿真驱动设计理念引入02前期准备工作根据CAD设计模型，进行几何清理、简化、修补等处理，以满足仿真需求。几何模型处理选择合适的网格类型和尺寸，对几何模型进行网格划分，确保仿真精度和计算效率。网格划分根据仿真目标和材料性能参数，定义材料的弹性模量、泊松比、热导率等属性。材料属性定义建立仿真模型010203仿真参数设置根据仿真目标和实际情况，设置合理的物理参数、初始条件、载荷等。边界条件确定根据仿真模型的实际情况，确定模型的边界条件，如约束、接触、热传导等。设定仿真参数与边界条件仿真计算与结果分析结果分析对仿真结果进行后处理，提取关键信息，如应力、应变、温度等，进行定量分析和可视化展示。仿真计算选择合适的求解器进行仿真计算，确保计算过程的稳定性和收敛性。03几何模型建立与简化几何模型可以来自于CAD设计软件，也可以通过扫描、拍照等方式获取。几何模型来源几何模型通常采用IGES、STEP等格式进行转换，以便后续仿真流程使用。格式转换几何模型来源及格式转换简化原则在尽可能保留关键特征的前提下，减少几何模型的复杂度和计算量。简化方法模型简化原则和方法包括细节删除、面片合并、特征提取等。0102注意事项简化过程中要注意保留关键特征，避免过度简化导致仿真结果失真。常见问题解决方案针对模型简化过程中可能出现的问题，如几何失真、特征丢失等，采取相应的补偿措施或调整简化方法。注意事项及常见问题解决方案04网格划分与边界条件设置根据物理场和求解精度的要求，选择合适的网格尺寸和类型，以保证仿真结果的准确性。仿真精度驱动采用自动网格划分和局部加密技术，提高网格质量和仿真效率。网格自适应技术通过调整网格密度、形状和尺寸，优化仿真计算效率和精度。网格优化策略网格划分方法和技巧010203边界条件类型选择根据实际物理场和仿真要求，选择正确的边界条件类型，如力、热、电等。边界条件值确定根据物理场和实际情况，合理确定边界条件的具体数值，以保证仿真结果的可靠性。边界条件与仿真目标的关系边界条件的设置应与仿真目标相一致，以便准确反映物理现象的本质。边界条件设置原则网格质量与边界条件关系分析网格密度对边界条件的影响网格密度越大，边界条件对仿真结果的影响越小；反之，网格密度越小，边界条件对仿真结果的影响越大。边界条件对网格质量的要求边界条件越复杂，对网格质量的要求越高；反之，边界条件越简单，对网格质量的要求越低。网格与边界条件的协同作用合理的网格划分和边界条件设置可以相互补充，提高仿真精度和效率。05求解器选择与参数设置常用求解器介绍及特点分析Abaqus适用于复杂的非线性问题，具备强大的结构分析能力。ANSYS广泛应用于多物理场耦合分析，具有高效的求解速度和精度。LS-DYNA擅长动态和冲击问题的仿真，在汽车碰撞等领域有显著优势。COMSOLMultiphysics适用于多物理场耦合及复杂边界条件的仿真分析。参数设置方法和技巧确定仿真目标根据实际需求，明确仿真目标和精度要求，以选择合适的参数设置。网格划分合理的网格划分可以提高仿真精度，同时避免计算资源的浪费。求解器参数根据求解器特点，设置合适的迭代次数、收敛准则等参数。材料属性准确输入材料的物理和力学参数，以保证仿真结果的准确性。通过提高网格密度、优化材料参数等方法，提高仿真精度。精度问题采用高性能计算资源，或优化仿真模型以减少计算量。计算资源不足01020304调整求解器参数、改进网格质量，或尝试使用不同的求解器。收敛问题结合实际情况，对仿真结果进行合理解释和验证。结果解释困难求解过程中可能遇到的问题及解决方案06结果分析与后处理将仿真结果与理论计算、实际实验数据进行对比分析，验证仿真结果的正确性。仿真数据对比通过分析仿真数据的变化趋势，预测实际产品性能，为设计优化提供指导。仿真数据趋势分析分析仿真结果对输入参数的敏感性，确定关键参数及其影响规律。仿真数据敏感性分析结果数据解读方法010203通过云图展示仿真结果的空间分布情况，如应力云图、温度云图等。仿真结果云图利用矢量图展示仿真结果的矢量特性，如位移矢量、速度矢量等。仿真结果矢量图通过动画展示仿真结果的动态变化过程，便于直观理解。仿真结果动态展示结果可视化展示技巧仿真模型误差由于算法本身的近似性、迭代误差等原因导致的误差，可通过选择高精度算法、增加迭代次数等方法进行改进。仿真算法误差仿真参数误差由于输入参数不准确、参数范围设置不合理等原因导致的误差，可通过参数敏感性分析、参数优化等方法进行改进。由于仿真模型简化、假设条件等原因导致的误差，可通过细化模型、增加假设条件等方法进行改进。结果误差来源分析及改进措施07总结与展望01仿真准备确定仿真目标、选择仿真工具、准备仿真模型。CAE仿真流程回顾仿真建模根据CAD设计建立仿真模型，包括几何建模、网格划分、材料属性定义等。仿真计算利用仿真软件进行计算，得到仿真结果。结果分析对仿真结果进行分析，确定是否需要优化设计。仿真报告整理仿真过程和结果，形成仿真报告，为后续工作提供参考。02030405仿真结果在实际应用中的价值降低成本通过仿真，可以在设计阶段发现潜在问题，降低实际生产中的试错成本。提高效率仿真能够快速评估不同设计方案的优劣，提高设计效率。改进设计仿真结果可以指导设计改进，提高产品质量和性能。验证和优化仿真规范通过仿真结果与实际情况的对比，可以验证和优化仿真规范，提高仿真精度。未来CAE仿真技术发展趋势预测仿真精度和效率提升随着计算机技术和仿真算法的发展，仿真精度和效率将不断提高。02040