基于SPH粒子法的汽车高压油箱碰撞CAE计算分析

文章基于汽车车体结构、高压燃油箱及其周围零部件组成的子模型,采用LS-DYNA显式求解器,利用SPH 粒子技术,针对整车正面碰撞、侧面碰撞以及后面碰撞过程中,高压油箱周围变形以及其内部油液的晃动对油箱壳体的影响进行有限元模拟和研究。通过碰撞CAE计算分析,得出碰撞过程中油液晃动对油箱的撞击而产生的应力分布及变化过程,分析油箱的变形、应力、应变分布等情况,可以评估汽车在发生高速碰撞时油箱损伤、破坏情况。最终通过在某整车高速追尾CAE模拟中的应用,再现了油液SPH 粒子的有效作用。

基于CAE分析和熵值法的轿车前保险杠注塑工艺多响应优化

利用UG和Moldflow 2023,建立轿车前保险杠塑料模具的CAE分析模型,优化了阀浇口的打开时间,解决了产品上熔接线过多、过长的问题和应力痕问题。针对优化目标较多的情况,采用熵值法建立综合优化目标,通过正交试验分析出综合优化目标的合理取值,以及在综合优化目标合理取值下各个注塑工艺参数的合理取值。经过工艺参数改进,在不变更模具设计和模具制造的情况下,产品合格率得到了有效提高,从65.35%提高到85.87%。采用Moldflow 2023,在阀浇口功能、DOE功能、田口方法的帮助下结合数据分析软件Minitab,能够快速地解决针对多响应、有交互作用多因子的取值问题。该方法能有效解决多优化目标且因子有交互作用的注塑工艺参数选取问题,节约试模成本。

车用轻量化进气消音器强度CAE设计计算分析

本设计主要工作是设计出一款结构紧凑合理,材料为全塑料高密聚乙烯的进气消音器,采用CAE设计分析方法对进气消音器的强度进行计算分析。CAE软件能够提供从分析部分部件性能到系统级设计所需的全部工具,用于众多类型的汽车仿真分析,针对塑料零部件的设计分析,能够仿真对结构整体性能,塑料件尤其重视对整体性能的仿真结果,而不是关注局部特性。通过计算结果分析找出薄弱环节,提出改进方案,确保结构改进强度。

双层插值边界面法研究进展

CAD/CAE一体化以及CAE分析的自动化是CAE软件发展的必然趋势,一直以来也是众多软件开发商以及算法研究人员不断追寻的目标.尽管国际市场已经在该领域投入相当多的人力以及物力成本,却未能在关键技术方面给出彻底的解决方案.实现CAD/CAE一体化以及CAE分析自动化的关键在于完整实体分析与网格的全自动划分.以往,基于连续网格(结构化网格和非结构化网格)的数值算法,要做到网格的全自动划分,至少要求CAD模型“干净”,这往往需要对CAD模型进行几何修复,而几何修复又是一个甚至比网格划分更困难且更难以自动化的课题.而双层插值边界面法以及非连续网格的出现,使得CAD/CAE一体化以及CAE分析的自动化成为可能.非连续网格能够有效地实现自动化的CAE分析;双层插值边界面法为非连续网格的应用以及CAD/CAE一体化的实现提供了理论支持.对于边界积分方程中的奇异以及近奇异积分,提出了球面细分法来提升数值积分的准确性以及稳定性.几何映射交叉近似算法和几何交叉近似算法,能够有效地降低稠密矩阵的存储量近似远场矩阵,满足大规模计算需要.基于以上理论的“5aCAE仿真软件”能够直接在原CAD模型上,采用非连续网格进行CAE分析,无需进行几何模型的简化与修复等工作,而现存的商业软件很难做到这一点.文章全面综述了双层插值边界面法的发展历程,系统地介绍了“5aCAE仿真软件”的技术亮点,为解决我国在CAE领域的“卡脖子”问题提供了技术支持.

压缩空气储能电站浅埋人工储气洞库设计基本理念和方法

抽水蓄能和新型储能是实现碳达峰碳中和,支撑以新能源为主体新型电力系统的重要技术和基础装备。压缩空气储能(compressed air energy storage, CAES)是一种利用压缩空气作为介质来储存能量和发电的技术,是目前除抽水蓄能以外规模最大的物理储能方式,而硬岩浅埋型人工储气洞库选址灵活,具有规模化、商业化的发展潜力。面对我国大中型压缩空气储能电站开发建设形势和要求,结合国内外相关研究和工程实践经验,本文提出了硬岩条件下浅埋人工储气洞库整体稳定、局部稳定、循环稳定和密封层稳定的工程设计基本理念,总结提炼了洞库选址及地质勘探要求、埋深设计、储气库布置、结构设计、密封系统设计等方法,为压缩空气储能电站浅埋人工储气洞库设计提供借鉴和参考。

基于CAE技术的优化方法及其应用

讨论了基于CAE技术的优化方法及其工程实现方法。基于ANSYS的CAE分析对悬臂梁的截面形状进行优化的实例表明,基于CAE技术的优化方法能更加细致地对工程问题进行分析优化,可以同时得到优化方案以及与之对应的物理场分析结果。

ANSYS软件中优化技术在CAE中的应用

讨论了工程分析中两大基本工具——有限元法与优化技术相结合用于实际问题的解决,并结合具体实例,讨论了优化目标、状态变量等优化参数的选择及显函数方程的建立,为工程设计提供了科学的依据。结果表明,合理的结构设计可以提高设计的安全性,对以下两例的优化可以节省材料,有利于提高设计产品的安全性及经济性。本文还结合优化设计实例,介绍了CAE方法中优化设计的概念、方法等。

复杂汽车锻件多工位成形的 CAE 分析

对利用三维刚塑性／刚粘塑性有限元分析复杂零件多工位体积成形的技术难点：三维速度奇异点的处理；三维模具几何信息的有效、精确、全面化描述；多工位成形时的信息传递；自由锻成形中特殊工艺三维有限元仿真的工步分解等进行了研究和解决．利用自行开发的三维体积成形仿真系统Ｆｏｒｍｉｎｇ３实现了对实际生产中未经简化的曲轴多工位成形过程的ＣＡＥ分析．从分析结果得到了曲轴多工位成形的金属流动规律，对合理制定其成形工艺作出了建议．

三维时域自由面格林函数法的时域绕射力计算研究

船舶工业CAE软件势流求解器的开发对势流计算方法的可靠性提出要求,本文针对三维时域面元法开展绕射力计算研究。首先引入三维时域自由面格林函数,其瞬时项的求解采用Hess&Smith方法,记忆项的求解采用Beck团队的方法;其次,推导出全浪向绕射力脉冲函数法编程所用的数学表达式;然后,采用分布源模型求解源强和速度势,并采用压力直接积分法求出时域绕射力;最后,针对Wigley I船型开展绕射力和FK力计算,并与公开的试验和计算结果进行对比,验证本文方法的可靠性。本文方法和代码可用于船舶工业CAE软件势流求解器和波浪中船舶非线性失稳运动预报。

铸造CAE系统的网格剖分技术

基于有限差分法和标准模板库(STL),研究铸造计算机辅助工程(CAE)系统中的网格剖分关键技术,具体包括STL实体截面轮廓快速生成、容错处理,以及截面网格信息的快速提取等技术.由于实现了容错处理技术,对于既定的铸件/铸型系统,其对应的STL数据文件即使存在一定的错误也可以顺利实施网格剖分,这就充分保证网格剖分的安全性和稳定性.特别地,由于采用了较为简单的数据结构及简洁的算法,所以确保网格剖分程序的高效率运行.最后,利用上述网格剖分技术成功实现三维铸件/铸型系统的网格剖分.

基于独立覆盖流形法的CAD与CAE融合研究

采用前期笔者提出的独立覆盖流形法,尝试CAD和CAE融合的新途径。以二维结构的线弹性静力分析为例,实现从CAD到CAE的无缝连接,以及CAE的完全自动化分析。在基于前期CAD几何的流形法研究基础上,给出NURBS曲线(CAD中的通用图形标准)与直线的切割算法,实现CAD几何模型在CAE建模和网格细化中的保形性;通过Auto CAD的DXF图形格式,将CAD中的结构形状、荷载及约束信息直接输出到CAE;基于矩形独立覆盖的自适应分析技术,实现结构静力分析的自动化计算;自动生成有限元网格用于计算结果后处理的图形输出。综合以上研究,用一个二维结构静力分析算例演示了从CAD几何建模和输出,到CAE的自动前处理、自动分析、自动后处理的完整过程,所有的人工操作仅限于CAD中,而CAE分析过程无需人工参与,就可以获得满足设定精度的计算结果。

塑料成型加工实用技术讲座(第十讲)——注塑中的CAE技术(Ⅰ):原理

注塑CAE技术对提高塑料制品质量有重要意义。从CAE工程化、普及化的角度,介绍了注塑模CAE技术的意义、特点、原理,比较了CAE与CAD、CAM等技术的差异,阐明了CAE技术应用的难点,以及如何正确理解CAE技术中的数值模拟理论。

基于UG/Open的边界面法CAE模型边界条件可视化算法

针对边界面法分析模型前处理过程中边界条件的加载,提出了一种基于UG/Open的可视化算法。算法首先利用UG系统中几何模型的边界表征数据,在参数空间生成背景网格并计算显示点的坐标,然后再映射到三维空间进行图形显示,映射后能够保证几何信息的准确性。该算法不仅实现了与UG系统的无缝连接、载荷和位移约束条件的自动显示,而且有利于实现CAD和CAE模型的一体化。

基于CAE的驱动桥壳设计方法探讨

为解决某些驱动桥壳虽然满足传统设计要求、但在台架试验中不符合行业标准的问题,在对驱动桥壳研究的基础上,提出了基于CAE的驱动桥壳设计方法。通过实例验证,所提出的以桥壳台架试验要求为校核标准并包括结构参数优化的桥壳设计计算方法是可信的。

基于CAE的《环境影响评价》实验课教学实践体会

以《环境影响评价》实验课"大气环境质量影响预测"的CAE实践为例,试图探究基于CAE的实用教学模式。

大型CAE软件ANSYS及强度试验对比研究

ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场设计计算于一体的大型CAE软件,经过30多年的发展,取得了辉煌的成绩,并形成很多独有功能;ANSYS使用环境友好,功能强大,后处理技术完善;ANSYS在各类工程领域均有应用,可进行结构分析、非线性分析、热分析、电磁场分析、电场分析、流体流动分析、耦合场分析等;设计制造了一个组合梁,分别对其进行了ANSYS静力学强度数值模拟和电测法应力试验,对结果进行了对比分析,试验结果表明:ANSYS功能强大,分析数据安全可靠,可放心用于工程设计与计算。

基于COSMOS的液压缸CAE方法

在Solidworks环境下建立了三维零件与装配体模型,以COSMOS对液压缸进行有限元网格划分、载荷分析、应力、应变分析及安全分析,并进行干涉检查与运动仿真。解决了液压缸传统设计中存在的问题,优化设计了产品,提高了设计精度。

车辆变速箱CAD/CAE系统的开发与研究

介绍了车辆变速箱 CAD/CAE系统 ,讨论了专用机械 CAD/CAE系统的开发方法与原则。利用面向对象技术所开发的这一系统 ,在工程数据库的支持下 ,不仅便于使用、维护、修改、扩充 ,而且具有良好的可靠性。

基于Matlab的CAE软件实现方法

基于Matlab环境,以一个边界元法程序设计为例,介绍一种CAE软件的前置处理、解析计算及后置处理程序实现的方法和编程技巧,为更好地应用Matlab软件包及开发CAE软件提供了一种方法。

三维CAD及CAE技术在高速离心机设计中的应用

采用三维CAD及CAE技术构建转子和轴的三维模型,通过有限元法算出转子应力分布情况,分析转子高速旋转过程中的强度裕度和破裂转速;对轴进行模态分析,确定其直径和长度。参照分析结果设计出来的零部件,在实际试机过程中取得了较好的一致性。这一技术方法在设计工作中对提升产品性能、提高设计效率等方面具有很强的实用性。