上海CAE仿真平台

基本结构：分析步骤应用CAE软件对工程或产品进行性能分析和模拟时，一般要经历以下三个过程：前处理：给实体建模与参数化建模，构件的布尔运算，单元自动剖分，节点自动编号与节点参数自动生成，载荷与材料参数直接输入有公式参数化导入，节点载荷自动生成，有限元模型信息自动生成等。有限元分析：有限单元库，材料库及相关算法，约束处理算法，有限元系统组装模块，静力、动力、振动、线性与非线性解法库。大型通用题的物理、力学和数学特征，分解成若干个子问题，由不同的有限元分析子系统完成。一般有如下子系统：线性静力分析子系统、动力分析子系统、振动模态分析子系统、热分析子系统等。后处理：根据工程或产品模型与设计要求，对有限元分析结果进行用户所要求的加工、检查，并以图形方式提供给用户，辅助用户判定计算结果与设计方案的合理性。一般CAE规范建立的步骤如下：制定有限元建模标准。上海CAE仿真平台

在整车CAE仿真中，带内饰车身的仿真是中心内容之一。带内饰车身是将整车从软连接处（弹簧、衬套）断开，去除动力总成和底盘系统后剩下的部分，专业术语为Trimmed Body（下面简称TB）。主要包括白车身、门盖系统、座椅系统、内外饰系统、转向系统、副车架和电子电器件等，能够较好的反映整车状态下的车身状况。以T300车型开发中的TB NVH仿真为例，主要研究模态、动力总成与底盘安装点的激励到车内响应点之间的噪声传递函数（NTF）、振动传递函数（VTF）等。工程师在T300开发处于数据阶段时，就能够预测设计中存在的NVH性能风险，并通过NVH仿真找到较佳优化方案，提升T300的NVH性能。上海CAE仿真平台科研方式是根据系统实验的目标建立系统模型，进而建立仿真系统运行系统模型。

结构与功能：后处理模块---有限元分析结果的数据平滑，各种物理量的加工与显示，针对工程或产品设计要求的数据检验与工程规范校核，设计优化与模型修改等。用户界面模块、数据管理系统与数据库、**系统、知识库。CAE软件对工程和产品的分析、模拟能力，主要决定于单元库和材料库的丰富和完善程度，单元库所包含的单元类型越多，材料库所包括的材料特性种类越全，其CAE软件对工程或产品的分析、仿真能力越强。一个CAE软件的计算效率和计算结果的精度，主要决定于解法库。先进高效的求解算法与常规的求解算法，在计算效率上可能有几倍、几十倍，甚至几百倍的差异。

基本概念：有限元方法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的，所以称为有限元法。这种方法灵活性很大，只要改变单元的数目，就可以使解的精确度改变，得到与真实情况无限接近的解。基于有限元方法的CAE系统，其中心思想是结构的离散化。根据经验，CAE各阶段所用的时间为：40%～45%用于模型的建立和数据输入，50%～55%用于分析结果的判读和评定，而真正的分析计算时间只占5%左右。各层材料在热膨胀系数上不一样。

CAE软件在对应用CAD技术：塑料模具CAE软件在对应用CAD技术建立 的几何模型有限元网格化处理后，输入塑料名称、 牌号和成型过程中所需要的工艺参数(温度、压力、 时间等）后，对塑料模具进行流动、保压、翘曲变形 等模拟，CAE分析软件就能给出塑料熔体流动的 动态图（显示不同时间间隔塑料熔体在各个部位的 温度、压力、流动速度等分布情况）、塑料制件翘曲 变形的位移变化图等信息。根据CAE软件的分析结果,发现塑料制件、塑 料模具浇注系统、冷却系统等设计中存在的缺陷与 不足，如：个别部位有气孔、充模不完全、塑料制件 有熔接痕等，对原有浇注系统、冷却系统设计方案 进行修改后，再应用塑料模具CAE技术重新进行 分析,并较终优化设计出合适的流道、浇口、冷却水 道等设计方案。仿真技术与虚拟现实技术有着一定的相似点，但也存在差异性。上海CAE仿真平台

采用CAE仿真技术可以模拟车辆和列车通过曲线线路的过程。上海CAE仿真平台

CAE仿真技术在轨道交通上的应用：CAE技术在铁路机车和车辆工程中的典型应用：1）铁路机车、车辆车体和关键零部件设计验证分析车体是铁路机车和车辆的主要的承载结构，它承受着车体自身的重量、车上设备的重量，以及旅客和货物的重量。此外，它还将承受通过车钩传递的牵引力荷载、车辆挂接时的冲击荷载、甚至承受机车、车辆发生碰撞时的巨大撞击荷载。在车体的设计验证中，主要考察车体在设计规范固定的各荷载工况下的强度、刚度和自振特性。某型号电力机车车体也采用整体式承载结构形式，西南交通大学机车车辆研究所采用ANSYS软件对该机车车体的强度和振动特性进行了仿真分析。上海CAE仿真平台

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