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有限元分析前處理
A、前處理作為建立有限元模型的一個重要環(huán)節(jié)，要求考慮的問題較多，需要的工作量較大，所劃分的網(wǎng)格形式對計算精度和計算規(guī)模將產(chǎn)生直接影響。網(wǎng)格數(shù)量的多少將影響計算結(jié)果的精度和計算規(guī)模的大小。一般來講，網(wǎng)格數(shù)量增加，計算精度會有所提高，但同時計算規(guī)模也會增加，所以在確定網(wǎng)格數(shù)量時應(yīng)權(quán)衡兩個因數(shù)綜合考慮。
B、有限元方法的基本思想是將結(jié)構(gòu)離散化，用有限個容易分析的單元來表示復(fù)雜的對象，單元之間通過有限個節(jié)點相互連接，然后根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件綜合求解。因此有限元網(wǎng)格的劃分一方面要考慮對各物體幾何形狀的準(zhǔn)確描述，另一方面也要考慮變形梯度的準(zhǔn)確描述。所以，模型簡化的好壞直接關(guān)系到網(wǎng)格的密度布局以及網(wǎng)格的質(zhì)量，需要前處理工程師豐富的經(jīng)驗以及好用的軟件。多年積累的經(jīng)驗再加上智能化程度較高的軟件能幫助前處理工程師快速、高效地得到高精度的網(wǎng)格模型。前處理工作成為有限元分析工作的重中之重。為建立正確、合理的有限元模型，需要把握好模型的簡化、布局合理的網(wǎng)格密度以及確保網(wǎng)格的質(zhì)量等。
C、我們擁有專業(yè)技術(shù)工程師可以為客戶提供高質(zhì)量的網(wǎng)格服務(wù)，可以熟練應(yīng)用專業(yè)的網(wǎng)格劃分工具來進(jìn)行網(wǎng)格生成，在確保網(wǎng)格質(zhì)量的前提下，實現(xiàn)快速及時的網(wǎng)格劃分，從而為您節(jié)省大量的時間和精力，使得您可以集中精力于實際工程問題的分析與求解。前處理方面，包括結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和流體網(wǎng)格，網(wǎng)格類型涵蓋了殼網(wǎng)格、四面體網(wǎng)格、六面體網(wǎng)格以及多面體網(wǎng)格等，劃分的網(wǎng)格質(zhì)量好、效率高。
有限元分析后處理
A、隨著數(shù)值分析方法的逐步完善和計算機(jī)運算速度的飛速發(fā)展，整個計算系統(tǒng)用于求解運算的時間越來越少，而數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和運算結(jié)果的表現(xiàn)問題卻日益突出。后處理作為建立有限元模型的一個重要環(huán)節(jié)，要求考慮的問題較多，需要的工作量較大。
B、運算的結(jié)果需要快速方便地得到形象、一目了然的2D圖表、3D動畫顯示。然而動輒幾百MB甚至幾個GB的運算結(jié)果文件的整理費時費力，最好交給軟件能自動或者人性化地半自動提取生成位移曲線、應(yīng)力云圖、動畫圖像，最好還能幫助我們便捷地編寫報告。所以，后處理軟件的好壞直接關(guān)系到了我們對結(jié)果的提取和報告的編寫。由上可見，后處理工作也是有限元分析的重要工作。
C、我們在后處理工作中進(jìn)行完善的可視化輸出，可以使用等值面、變形、云圖、瞬變、矢量圖和截面云圖等表現(xiàn)結(jié)果，也支持變形、線性、復(fù)合以及瞬變動畫顯示，另外可以直接生成BMP、JPG、EPS、TIFF等格式的圖形文件及通用的動畫格式。這些特性結(jié)合友好的用戶界面可迅速找到問題所在，同時有助于縮短評估結(jié)果的過程。
強(qiáng)度分析
A、無論是高層樓房、大橋等建筑物，還是飛機(jī)、輪船等運載工具；無論是剛性結(jié)構(gòu)件還是彈性橡膠件如：輪胎等，其結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，模擬其振動或溫度場、熱變形等等。有限元分析方法已經(jīng)作為設(shè)計階段不可缺少的工具，影響著產(chǎn)品尺寸、重量、性能、成本。它能使人們從長期復(fù)雜的疲勞實驗中解脫出來大大加速了產(chǎn)品設(shè)計的步伐。
B、有限元分析方法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，無論是自行開發(fā)的專用軟件還是用于專門對象的分析軟件，他們均在產(chǎn)品的設(shè)計分析中為保證質(zhì)量、提高產(chǎn)品性能、節(jié)省原材料消耗發(fā)揮著積極作用，獲得了巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益。從最早開展這一應(yīng)用的航空航天領(lǐng)域，到機(jī)械建筑、交通運輸工具，從大型結(jié)構(gòu)件(如高層建筑的鋼筋布局、機(jī)床床身和立柱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計)到小型、微機(jī)構(gòu)或構(gòu)件的優(yōu)化設(shè)計，從橋梁、水壩、鋼架的靜態(tài)模型，到汽輪機(jī)組的動力學(xué)響應(yīng)、高溫?zé)彷d下的模具散熱裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計，與工程分析集為一體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)已經(jīng)在發(fā)揮著巨大作用。
C、采用工程結(jié)構(gòu)有限元方法分析機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)和利用有限元方法分析結(jié)果再結(jié)合優(yōu)化方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有以下幾個方面的優(yōu)點：
1)、在制作產(chǎn)品前就可使設(shè)計者對產(chǎn)品機(jī)械性能有所了解，加快產(chǎn)品開發(fā)的步伐，加快產(chǎn)品上市的時間。
2)、減輕產(chǎn)品的重量，實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)最優(yōu)材料搭配。
3)、提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。
4)、降低產(chǎn)品的開發(fā)費用、降低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)品在市場上的競爭力。
CFD分析（流體動力學(xué)分析）
A、計算流體動力學(xué)(Computational Fluid Dynamics)，簡稱CFD。它是利用計算機(jī)和數(shù)值方法求解滿足定解的流體動力學(xué)方程，以獲得流動規(guī)律和解決流動問題的專門學(xué)問。計算流體動力學(xué)作為一門專門學(xué)科，大約是20世紀(jì)60年代形成的，現(xiàn)在CFD已深入到與流動有關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域。
B、計算流體動力學(xué)主要研究五個方面的內(nèi)容：
1)、計算機(jī)：這是進(jìn)行流體計算研究必須具備的工具。當(dāng)今并行計算機(jī)已大量出現(xiàn)，它的設(shè)計和運行與計算流體動力學(xué)的內(nèi)容有密切關(guān)系；
2)、網(wǎng)格：在進(jìn)行流體計算時，把流場劃分成網(wǎng)格是必經(jīng)的步驟，在此基礎(chǔ)上，流動方程才可能被離散。現(xiàn)在網(wǎng)格生成已成為一個專門學(xué)問，貼體網(wǎng)格生成技術(shù)、重疊網(wǎng)格技術(shù)、搭接網(wǎng)格技術(shù)、結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格技術(shù)等；
3)、方法：狹義理解，是指流體動力學(xué)方程的求解方法以及定解條件的處理方法。廣義說法還包含建立流動方程和定解條件，及形成被計算的數(shù)學(xué)問題的方法。例如在氣體動力學(xué)中已發(fā)展了有限差分法、有限元法、譜方法和樣條函數(shù)法；
4)、機(jī)理：利用CFD解決流動問題，特別是復(fù)雜流動問題，給出大量數(shù)據(jù)，從這大量數(shù)據(jù)中找出流動機(jī)理和規(guī)律；
5)、做圖：把計算結(jié)果按需要做出靜態(tài)的或動態(tài)的圖形或圖像。
C、CFD的優(yōu)勢
同目前流體力學(xué)研究最常用的實驗方法比較，CFD的特點是：
1)、CFD只使用計算機(jī)和CFD軟件，所以花費低、周期短、耗散小，這是CFD的突出優(yōu)勢；
2)、可以在計算機(jī)上方便地改變幾何數(shù)據(jù)和流動條件，因此容易實現(xiàn)各種條件下的流動計算，也不存在洞壁干擾、支架干擾等的限制和影響。
3)、可以給出流體運動區(qū)域內(nèi)的離散解，定量給出各個物理量的流動參數(shù)，細(xì)致描述局部或總體的流場，定量刻畫流動的時間變化，任意進(jìn)行流場重構(gòu)和診斷分析等。
多體運動學(xué)分析（ADAMS運動學(xué)/動力學(xué)分析）
A、多體運動學(xué)軟件Adams主要應(yīng)用在整車開發(fā)前期的概念設(shè)計階段和后期的整車性能改進(jìn)階段。在概念設(shè)計階段，可以通過懸架的設(shè)計，確定底盤部件的關(guān)鍵點位置；初步確定擺臂襯套、彈簧和穩(wěn)定桿的剛度；初步確定懸置剛度，為零部件強(qiáng)度和疲勞分析提供受力；
B、在整車性能改進(jìn)過程中，可以對彈性部件的剛度特性進(jìn)行優(yōu)化，包括對操穩(wěn)特性和平順性的改進(jìn)。應(yīng)用多體運動學(xué)/動力學(xué)分析，不但要對Adams軟件的功能比較了解，而且對底盤和整車性能方面的要求也很高，并且，在實際設(shè)計優(yōu)化過程中，單獨采用一種軟件也越來越不能滿足汽車設(shè)計發(fā)展的需要，更多的時候需要聯(lián)合不同種類的軟件進(jìn)行協(xié)同設(shè)計，多種學(xué)科交錯分析是現(xiàn)代CAE分析工程的發(fā)展趨勢。
疲勞分析
A、疲勞就是材料在循環(huán)應(yīng)力和應(yīng)變作用下，在一處或幾處產(chǎn)生永久性累積損傷，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的過程。
疲勞壽命的定義為發(fā)生疲勞破壞時的載荷循環(huán)次數(shù)，或從開始受載到發(fā)生斷裂所經(jīng)過的時間。即材料或構(gòu)件疲勞失效時所經(jīng)受的規(guī)定應(yīng)力或應(yīng)變的循環(huán)次數(shù)，是設(shè)計人員和工程技術(shù)人員十分關(guān)注的課題，也是與廣大用戶切身相關(guān)的問題。
B、構(gòu)件的疲勞是個復(fù)雜的過程，受多種因素的影響，要精確地預(yù)估構(gòu)件的疲勞壽命，需要選擇合適的模型，這就需要宏觀力學(xué)方面的研究，包括疲勞裂紋發(fā)生、發(fā)展直至破壞的機(jī)理，還需要微觀力學(xué)方面的研究包括位錯理論等。此外，還涉及到金屬材料科學(xué)、材料力學(xué)、振動力學(xué)、疲勞理論、斷裂力學(xué)和計算方法等多門學(xué)科。只有更深刻地認(rèn)識了疲勞破壞的機(jī)理，將宏觀和微觀研究結(jié)合起來，才能更精確地預(yù)測壽命。
有限元優(yōu)化分析
A、隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)早已在機(jī)械領(lǐng)域得到了應(yīng)用，為機(jī)械產(chǎn)品行業(yè)帶來了巨大的便利和經(jīng)濟(jì)效益。但隨著各個產(chǎn)業(yè)都在朝著自動化、信息化的方向發(fā)展，在如此激烈的競爭下，只有不斷地對產(chǎn)品進(jìn)行更新和優(yōu)化，才能適應(yīng)當(dāng)下的市場環(huán)境，所以有限元優(yōu)化分析被越來越廣泛的應(yīng)用在了機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計過程中。
B、產(chǎn)品研發(fā)在其生命周期中的地位越來越重要，不同的研發(fā)流程，對產(chǎn)品的開發(fā)周期、性能、質(zhì)量及成本影響非常重要。盡管設(shè)計和分析人員可以一次次重復(fù)設(shè)計-計算-驗證修改設(shè)計的過程以便尋找到理想的設(shè)計方案，但顯然已經(jīng)不能滿足市場對研發(fā)周期和產(chǎn)品可靠性的要求，將優(yōu)化分析引入到產(chǎn)品設(shè)計過程中，在系統(tǒng)優(yōu)化的指導(dǎo)下，綜合運用工程設(shè)計相關(guān)技術(shù)，為了滿足要求和標(biāo)準(zhǔn)而找到的最佳設(shè)計方案，使設(shè)計更加全面和合理，并能顯著提升設(shè)計效率降低產(chǎn)品成本，提升產(chǎn)品市場競爭力。
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