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CAE基本概念培训 结构有限元 提纲 结构分析的目的 结构几个基本术语的含义 有限元方法概况 CAE目前可以做的事情 项目组相应提供的数据 结构几个基本术语 刚度 强度 模态 结构几个基本术语刚度概念 刚度：抗变形能力，看位移。 基本要求：构件在工作时的弹性变形在规定的限度内。 晒衣绳——竹竿——钢管 车身前后刚度小，中间刚度大。 强度：抗破坏（断裂或明显塑性变形），看应力 高强度钢板、低强度钢板都是钢板，基本特征没有变，变的是能够胜任的场合。 模态：固有频率及振动形式 为基于白车身动态特性的设计开发提供参考依据。 结构几个基本术语刚度、强度、模态要求 平滑刚度设计 等强度设计 高频设计 有限元简介 有限元方法 有限元分析步骤 有限元方法也叫“有限单元法”或“有限元素法”，英文是：“Finite Element Method”。这种方法最初起源于结构分析，由结构力学的位移法发展而来。 有限元的基本思想就是分片逼近 。 将连续系统分割成有限个分区或单元，对每个单元提出一个近似解，再将所有单元按标准方法组合成一个与原有系统近似的系统。 实验方法 最大优点是结果真实可靠，通常被当作产品最终定型的权威性依据。缺点是： 1）实验一定要在样品或样机试制之后才能进行，成本高、周期长，并且只适合批量生产的产品。 2）可以获得的数据量有限，无法对设计提供更多的指导，更无法进行结构优化。 3）受实验手段的限制，有些参数无法测准。 有限元方法 1）经济、快捷，成本低、周期短。（与实验相比） 2）一次分析可以获得大量的数据。 3）可以与设计同步进行。 4）可以配合优化算法，对设计进行优化。 缺点是：受计算机硬件的限制，精度有限。 网格－时间 单元 焊点 胶粘：玻璃胶、顶棚胶 其他连接：螺接、铆接、翻边 CAE现阶段在做的事情 刚度：白车身刚度，开闭件刚度 强度：白车身强度，悬架关键件强度 模态：白车身自由模态，开闭件自由模态，悬架关键 件自由模态。 碰撞：整车前碰、侧碰、后碰、40％偏置碰 流体：外表面，空调风道 运动：轮跳，悬架运动学，悬架动力学，整车操稳， 整车平顺，雨刮，玻璃升降器 刚度 白车身刚度：弯扭刚度 开闭件刚度：弯扭刚度，垂向刚度（车门） 强度 白车身强度：驱动，制动，转向，上下冲击，单轮冲击等。 悬架关键件强度：驱动，制动，转向，上下冲击，单轮冲击等。 模态 白车身自由模态 开闭件自由模态 悬架关键件自由模态。 碰撞 整车前碰 碰撞 侧碰 碰撞 后碰 碰撞 40％偏置碰 流体 外流场：迎风面积，风阻系数。 流体 空调风道：出风均匀性，风量分配比率。 运动 运动 轮跳：极限位置 悬架运动学：四轮定位 悬架动力学：受力时四轮定位参数变化量 整车操稳：中性转向点侧向加速度，不足转向度 ，车身侧倾度 。 整车平顺：汽车舒适度 雨刮：极限位置，运动轨迹 玻璃升降器：间隙检查 项目组提供的数据 数模 参数 工况 项目组提供的数据数模 结构：白车身、开闭件、悬架关键件（副车 架、摆臂、横向稳定杆、扭转梁） 碰撞：内外饰，转向系统、制动系统等 流体：车身外表面（包括后视镜，油箱等） 空调风道 运动：悬架 项目组提供的数据参数 材料参数 结构－板金件 基本参数：弹性模量、泊松比、密度 碰撞还需：应力应变曲线、应变率曲线 运动－衬套 各衬套刚度、阻尼 轮胎刚度、阻尼 运动分析参数 前后悬架刚度、座椅刚度、转动惯量 动力响应 路面不平度，振动频率、幅度 项目组提供的数据工况 约束：焊点，固连，螺栓，铰链，万向节等。 载荷：集中载荷，均步载荷，压强，位移量。 运动关系：移动，旋转，相对位移。 结论 刚度、强度、模态 有限元：分片逼近 项目组提供：材料参数、工况 26.6％ 0.059 右出风 24.3％ 0.054 右中出风 25.7％ 0.057 左中出风 23.4％ 0.052 左出风 出风口风量比例分析值 流量（kg/s） 出风口 * * ?? 1、克服传统设计方法的不足。 以往的设计大都是基于经验的，基于经验的设计在以往的产品开发中取得了巨大的成功，但也存在一些不足，一般只能解决行不行的问题，很难解决优不优的问题，并且经验的积累需要时间，有时也不可靠。 2、评