机械CAE分析原理及工程实践

前言

第1章CAE基本原理及模拟仿真

1.1CAE技术基本概念

1.2CAE发展历史

1.3CAE分析过程及模拟仿真步骤

1.3.1有限元法的分析过程

1.3.2基于虚拟样机技术的仿真步骤

1.4CAD/CAE/CAM集成化

1.5部分CAE通用软件介绍

第2章机械结构强度分析中的CAE技术

2.1机械结构强度CAE分析原理有限元分析基础理论与方法

2.1.1有限元分析方法的基本概念

2.1.2结构静力的有限元分析过程

2.1.2.1单元特性推导

2.1.2.2总刚度矩阵的形成

2.1.2.3载荷移置

2.1.2.4约束处理

2.1.2.5求解线形方程组

2.1.2.6计算其他物理量

2.1.2.7计算结果处理

2.1.2.8结果显示

2.2机械结构强度有限元分析过程中的关键技术

2.2.1实体模型的有效建立

2.2.1.1分析对象的有效简化

2.2.1.2降维处理

2.2.1.3对称与反对称性的利用

2.2.1.4复杂结构中构件的连接

2.2.2模型网格划分

2.2.2.1单元精度与单元选择

2.2.2.2网格划分原则

2.2.3位移边界确定及力的边界条件

2.2.3.1位移边界条件确定

2.2.3.2力的边界条件

2.2.4求解策略

2.2.4.1求解方法

2.2.4.2多载荷步求解

2.2.5计算精度的改善

2.3大型工程机械结构的强度CAE分析示例

2.3.1汽车起重机伸缩吊臂结构有限元分析

2.3.1.1伸缩吊臂有限元建模过程

2.3.1.2QY25K吊臂分析示例

2.3.1.3QAY125吊臂分析示例

2.3.1.4小结

2.3.2汽车起重机车架有限元分析

2.3.2.1车架部分有限元建模过程

2.3.2.2固定支腿与活动支腿有限元建模

2.3.2.3QY35K车架分析示例

2.3.2.4QAY125车架分析示例

2.4特殊结构CAE分析示例

2.4.1锚具组件有限元分析

2.4.1.1单孔锚具有限元分析模型

2.4.1.2两种锚板锥角的计算结果比较

2.4.1.3夹片与锚板间摩擦因数对锚固性能的影响

2.4.2质量流量计测量管有限元建模及分析

2.4.2.1有限元模型建立

2.4.2.2有限元法与解析法结果的比较

2.4.2.3U形管科氏流量计的分析

2.4.2.4科氏质量流量计的仿真分析

第3章机械结构稳定性的CAE分析

3.1机械结构屈曲稳定性分析原理

3.1.1杆的稳定性

3.1.2板的稳定性

3.2结构屈曲稳定性CAE分析过程

3.3分析示例汽车起重机伸缩吊臂结构局部稳定性分析

3.3.1伸缩吊臂结构局部稳定性分析的有限元建模

3.3.2分析示例

3.4吊臂结构局部稳定性的二次开发

3.4.1二次开发方案

3.4.2二次开发过程

3.4.3实例运行

第4章机械CAE分析中的优化设计

4.1优化设计基本原理

4.1.1优化设计建模

4.1.2优化设计问题的基本求解方法

4.1.3优化设计的一般过程

4.1.4机械优化设计的分类

4.2CAE分析中的优化设计方法

4.2.1提高优化设计CAE分析效率的近似方法

4.2.2CAE分析中的优化技术特点

4.3CAE优化设计过程

4.3.1CAE优化过程基本要素

4.3.2CAE优化设计步骤

4.4示例吊臂CAE参数优化设计

第5章CAE分析技术的网络化

5.1CAE分析网络化的体系结构

5.1.1基于应用服务提供商模式的CAE远程分析服务体系结构

5.1.2基于动态服务器网页ASP技术及CAE软件集成的Web-CAE体系结构

5.2基于CAE分析网络化系统实现

5.2.1基于应用服务提供商模式的CAE远程分析服务系统

5.2.2基于动态服务器网页ASP技术及CAE软件集成的Web-CAE系统

5.3CAE分析网络化工程示例

5.3.1锚具零件网络化有限元分析

5.3.2齿轮传动网络化有限元分析

第6章CAE分析的研究趋势

6.1基于知识的CAE分析

6.1.1基于知识的CAE分析建模结构

6.1.2CAE分析建模知识分类与表达

6.1.3知识的推理、计算及知识库的动态更新

6.2协同CAE分析技术

6.2.1协同CAE分析的体系结构

6.2.2协同CAE系统功能模块结构

6.2.3系统实现的技术方案

6.2.4协同CAE系统的关键技术

6.3CAD/CAE集成化建模

6.3.1影响CAD与CAE集成的因素

6.3.2CAD/CAE集成化建模方式

参考文献

　　CAE(computerAidedEngineering)分析是指以现代计算力学、计算数学及计算机图形学为基础，以计算机仿真为手段，实现对产品性能的可靠性分析和优化设计，以及对其未来的工作状态和运动行为进行模拟，确保产品质量和使用性能要求。本书介绍了CAE分析原理及其实施过程。以机械工程中的若干实际问题为例，详细论述了运用CAE分析方法解决其问题的方案、策略等一系列关键技术，内容涉及：大型机械结构和特殊结构的强度CAE分析技术；机械结构的局部稳定性CAE分析技术和二次开发；基于CAE分析的机械结构优化设计方法；网络化CAE分析系统的构建及实现，并分析了目前CAE分析的研究趋势。　　本书介绍了CAE分析原理及其实施过程。以机械工程中的若干实际问题为例，详细论述了运用CAE分析方法解决其问题的方案、策略等一系列关键技术，内容涉及：大型机械结构和特殊结构的强度CAE分析技术；机械结构的局部稳定性CAE分析技术和二次开发；基于CAE分析的机械结构优化设计方法；网络化CAE分析系统的构建及实现，并分析了目前CAE分析的研究趋势。　　本书可供从事CAE分析技术的科研人员、工程实际中相关技术的应用人员以及高校机械工程专业师生参考。