Cae_Sistemy

1.

CAE СИСТЕМЫ
Презентация подготовлена студентом группы М6О-309Б-22,
Богдановым Никитой Алексеевичем
1

2.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
• CAE (англ. Computer-aided engineering) — общее название для программ и
программных пакетов, предназначенных для решения различных
инженерных задач: расчётов, анализа и симуляции физических процессов.
Расчётная часть пакетов чаще всего основана на численных методах
решения дифференциальных уравнений (метод конечных элементов,
метод конечных объёмов, метод конечных разностей и др.).
2

3.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ СAE СИСТЕМЫ?
1. Повышение качества проектирования
2. Оптимизация процессов
3. Сокращение времени разработки
4. Улучшение коммуникации и сотрудничества внутри предприятия
3

4.

КЛАССИФИКАЦИЯ CAE СИСТЕМ ПО
НАЗНАЧЕНИЮ
1. Анализ напряжений в компонентах и узлах с помощью анализа
конечных элементов (FEA)
2. Анализ тепловых и жидкостных потоков с помощью вычислительной
гидродинамики (CFD)
3. Динамика нескольких тел (MBD) и кинематика
4. Моделирование процессов литья, формовки и штамповки
4

5.

АНАЛИЗ НАПРЯЖЕНИЙ В КОМПОНЕНТАХ И УЗЛАХ С
ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
(FEA)
Метод конечных элементов (МКЭ)
лежит в основе подавляющего
большинства современных CAE
систем.
Он используется для расчётов
• Прочности
• Теплопроводности
• Гидродинамики
• Электромагнетизма
5

6.

АНАЛИЗ НАПРЯЖЕНИЙ В КОМПОНЕНТАХ И УЗЛАХ С
ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
(FEA)
Основная концепция метода конечных
элементов заключается в том, что любую
непрерывную величину, такую, как деформации,
напряжения, температура, давление можно
аппроксимировать дискретной моделью,
которая строится на множестве кусочнонепрерывных функций, определенных на
конечном числе подобластей.
Для создания дискретного пространства,
состоящего из подобластей, исследуемая область
(область задачи) разделяется на множество ячеек.
Такие ячейки называются конечными
элементами.
Пример разбития модели на конечные элементы
6

7.

АНАЛИЗ НАПРЯЖЕНИЙ В КОМПОНЕНТАХ И УЗЛАХ С
ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
(FEA)
Линейные стержневые элементы
Плоские двумерные элементы
Объёмные трехмерные элементы
7

8.

АНАЛИЗ НАПРЯЖЕНИЙ В КОМПОНЕНТАХ И УЗЛАХ С
ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
(FEA)
Узел
Степени свободы
8

9.

АНАЛИЗ НАПРЯЖЕНИЙ В КОМПОНЕНТАХ И УЗЛАХ С
ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗА КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
(FEA)
Любая модель – это упрощение, поэтому всегда
существует определенная непредсказуемость
результатов
9

10.

АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ И ЖИДКОСТНЫХ ПОТОКОВ С
ПОМОЩЬЮ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ГИДРОДИНАМИКИ
(CFD)
10

11.

ДИНАМИКА НЕСКОЛЬКИХ ТЕЛ (MBD) И
КИНЕМАТИКА
11

12.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЛИТЬЯ,
ФОРМОВКИ И ШТАМПОВКИ
12

13.

ЭТАПЫ РАБОТЫ В CAE СИСТЕМЕ
Создание
3D модели
Упрощение
модели
Предварительная обработка модели
Задание
материала
Построение
сетки
Решение
задачи
Анализ и принятие решения
Анализ
результатов
Обработка результатов
13

14.

ТИПЫ ИНТЕРФЕЙСОВ САЕ СИСТЕМ
Графический интерфейс
14
Командный интерфейс
(Схема работы с CLI программы Abaqus)

15.

ИНТЕРАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В
ИНТЕРФЕЙСАХ CAE СИСТЕМ
Анимация результатов
Визуализация данных
15

16.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ CAE СИСТЕМ
1. Разработка более совершенных способов работы с междисциплинарными
аналитическими задачами обработки информации.
2. Формирование комплексных методик создания проектов.
3. Появления новых платформ, на которых будет с большим успехом выполняться
интеграция различных САЕ-систем, включая их включение в PLM-решения.
4. Улучшения совместимости САЕ и CAD.
5. Упрощения работы пользователя с системой.
16

17.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
17