3现代cad技术12年4月-神东第二、三讲.pdf

现代现代CADCAD技术技术 清华大学精仪系制造工程研究所清华大学精仪系制造工程研究所 田 凌 Tel Email：tianling@tsinghua.edu.cn 内容简介 第第一讲讲 现代现代CADCAD技术技术 基础 第第二讲讲 CAE技术技术 技术技术 第三讲 产品数据管理（PDM）技术 综合 第四讲 网络化产品协同设计技术 应用应用 第五讲第五讲 并行设计方法并行设计方法 CAE技术 CAE在现代设计制造中的作用： 二维绘图 三维建模 工艺规划 数控编程 (Drafting) (Modeling) (CAPP) (CAM) CAD 绘制草图 有限元分析 数控加工 (Sketching) (CAE) (CNC) 专业分析软件：NASTRAN、 ANSYS等 CAE技术 CAE的主要方法： 有限元法、优化设计、仿真技术、模态 分析、机构分析、动力学分析等。 CAE技术 有限元方法： (1)(1)有限元前置处理有限元前置处理 包括从构造几何模型、划分有限元网格，到生成、校核、输入 计算模型的几何、拓扑、载荷、材料和边界条件数据。 (2)有限元解算 进行单元分析和整体分析、求解位移、应力值等。 (3)有限元后置处理 对计算结果进行分析、整理，并以图形方式输出，以便设计人 员对设计结果作出直观判断员对设计结果作出直观判断，对设计方案或模型进行实时修改对设计方案或模型进行实时修改。 (4)有限元常用软件系统 商品化典型通用软件有商品化典型通用软件有ANSYSANSYS，FLUENTFLUENT，MSC/NASTRANMSC/NASTRAN，ASKAASKA， ADINA，PAFEC，TITUS, SAP等。 CAE技术 仿真技术的典型应用： (1)产品形态仿真 (2)零部件装配关系仿真以及工作环境空间的配置仿真 (3)运动学仿真 (4)动力学仿真真 (5)零件工艺过程几何仿真 (6)(6)加工过程仿真加工过程仿真 (7)生产过程仿真 CAE技术 CAE技术的发展趋势： (1)仿真驱动研发流程。  在新产品设计周期里，CAD付诸实施之前，CAE已经行动了。  详细设计之前详细设计之前，在计算机上进行虚拟实验在计算机上进行虚拟实验 （（仿真仿真）），预测产品可预测产品可 行性，节省时间及成本，提高详细设计的成功率，避免后期设计中 的颠覆性问题。 (2)(2)核心功能深入化核心功能深入化，使用环境简单化使用环境简单化。  仿真技术向专业化方向深入发展，仿真环境却更加易学易用，使 得仿真软件使用者不需要掌握深奥的核得仿真软件使用者不需要掌握深奥的核心技术和背景知识技术和背景知识，仿真结仿真结 果却更加逼近真实世界。 CAE技术 CAE技术的发展趋势： (3) 多学科协同仿真和多物理场耦合技术越来越受到重视。  CAE技术涵盖了结构力学、流体力学、电磁学等诸多学科专业， 诸如火箭、飞机、船舶等复杂工业产品的设计对多个学科专业都有 强烈的耦合分析需求强烈的耦合分析需求，，多学科及多物理场耦合技术成为保证仿真结多学科及多物理场耦合技术成为保证仿真结 果逼近真实世界的重要技术。 (4) 产品仿真中高性能计算技术的应用越来越广泛 。