CAE結構工程的案例
基于CAE技術的現代工程結構優化設計專題
基于CAE技術的現代工程結構優化設計專題
一、前言
隨著科學的發展，利用計算機輔助工程技術來幫助企業實現產品的創新設計和數字化制造，對結構設計方案進行性能分析與優化，對產品物理試驗與現場使用進行數字化模擬與仿真，從而達到減少實際試驗次數和試制費用，提高產品設計的工程可靠性的目的。
為了滿足現代企業產品開發、設計和制造的技術需求，培養企業高級專業技術人員的設計與分析、實踐與創新能力，北京中際賽威文化發展有限公司、北京中際孚歌科技有限公司特邀國內車輛輕量化設計領域專家及ANSYS資深技術專家，在北京舉辦“基于CAE技術的現代工程結構優化設計專題研修班”，具體事宜如下：
二、主辦單位：北京中際賽威文化發展有限公司
北京中際孚歌科技有限公司
中國高科技產業化研究會信號處理專家委員會
三、時 間：2011年12月22日--24日（21日報到）
四、地 點：北 京（具體路線請見報到通知）
五、學習目標：
包括系統優化的設計思想闡述、與優化相關的高級CAE技術、結構優化設計方法及軟件具體實現、其他相關專題及工程實例實踐操作。
六、授課內容安排
（一）、系統化的優化設計思想簡介?
1、優化設計是一個系統工程的基本思想；
2、先進分析設計理念和方法是基礎；
3、先進的工程材料及加工成形技術是實現優化的重要方面。
（二）、結構優化分析建模實務
1、參數驅動的建模思想；
2、常用CAE程序建模能力概述；?
3、幾何簡化、修補及編輯應遵循的基本原則及實現方法；?
4、結構類型：SOLID、SHELL、SOLID-SHELL、BEAM、LINK、Spring、Damper
5、建立優化材料庫；
6、邊界條件及載荷工況；?
7、常用結構分析方法及軟件實現（Strength、Fatigue、Vibration…）。
展開 向大家推薦一個CAE的工程結構優化設計培訓
基于CAE技術的現代工程結構優化設計專題研修班
各有關企事業單位：
隨著科學的發展，利用計算機輔助工程技術來幫助企業實現產品的創新設計和數字化制造，對結構設計方案進行性能分析與優化，對產品物理試驗與現場使用進行數字化模擬與仿真，從而達到減少實際試驗次數和試制費用，提高產品設計的工程可靠性的目的。
為了滿足現代企業產品開發、設計和制造的技術需求，培養企業高級專業技術人員的設計與分析、實踐與創新能力，北京中際賽威文化發展有限公司、北京中際孚歌科技有限公司特邀國內車輛輕量化設計領域專家及ANSYS資深技術專家，在北京舉辦“基于CAE技術的現代工程結構優化設計專題研修班”，具體事宜如下：
一、主管單位：中國高科技產業化研究會
二、主辦單位：北京中際賽威文化發展有限公司
北京中際孚歌科技有限公司
中國高科技產業化研究會信號處理專家委員會
三、時 間：2011年12月22日--24日（21日報到）
四、地 點：北 京（具體路線請見報到通知）
五、學習目標：
包括系統優化的設計思想闡述、與優化相關的高級CAE技術、結構優化設計方法及軟件具體實現、其他相關專題及工程實例實踐操作。
六、授課內容安排（根據學員要求，可能會略有調整）
（一）、系統化的優化設計思想簡介
?
1、優化設計是一個系統工程的基本思想；
?
2、先進分析設計理念和方法是基礎；
?
3、先進的工程材料及加工成形技術是實現優化的重要方面。
展開 融合深度學習與CAE技術的結構分析與優化設計：一種新興的數值方法”提升工程仿真效率
AI技術的引入，不僅使得傳統的疲勞與斷裂分析方法更為高效，而且能夠自動處理非結構化數據，如圖像、傳感器數據等，打破了傳統方法的限制，提升了預測的精度和應用的廣泛性。
物理神經網絡
物理信息神經網絡（PINN）的興起近年來，物理信息神經網絡（Physics-Informed Neural Networks, PINN）成為計算科學與人工智能交叉領域的前沿方向。傳統數值方法（如有限差分法、有限單元法）在高維、強非線性或反演問題中面臨計算效率低、網格依賴性強等瓶頸。PINN通過將控制方程、邊界條件等物理先驗嵌入神經網絡，以無網格方式實現微分方程求解，在流體力學、固體力學、傳熱學等領域展現出突破性潛力。其核心論文（引用超13,000次）開創了物理驅動深度學習的范式，成為Nature、CMAME等頂刊的研究熱點。2. 傳統數值方法與機器學習的融合需求有限差分法（FDM）和有限單元法（FEM）雖成熟但依賴離散化，難以處理復雜幾何與多物理場耦合問題。機器學習（如CNN、GNN）雖具備強大的數據擬合能力，但缺乏物理可解釋性。PINN通過融合物理定律與數據驅動，顯著減少訓練數據需求，提升泛化性能，并在參數反演、方程發現等逆問題中展現獨特優勢。此外，深度能量法（DEM）等變體進一步結合能量變分原理，為固體力學問題提供高效解決方案。3. 大模型賦能科學計算的新機遇以DeepSeek、ChatGPT為代表的大模型技術，正在顛覆傳統科學編程模式。通過自然語言交互生成PINN代碼，可加速復雜瞬態問題的求解流程。本課程結合大模型輔助編程，探索其在微分方程求解、代碼調試及多任務優化中的應用，推動“AI for Science”的工程化落地。
疲勞斷裂與物理神經網絡 流體固體
?
展開 CAE工程分析 | 螺紋連接：工程校核考慮
01 前言
記得群里一位前輩說過：使用有限元進行力學分析的優點是能夠得到結構各處詳細的應力分布，但是缺點也是如此。
仔細想來確是這樣。
力學分析強調的是突出主要矛盾，當對一個結構背后的工程問題不了解時，盲目去進行有限元分析，雖然能夠得到各種云圖和曲線結果，但是卻不知道參考哪些結果，參考哪些位置的結果，按照什么準則進行參考，甚至不知道如何判斷計算結果是否合理。
因此，在探索如何使用CAE分析工具處理和校核螺紋連接之前，首先需要了解工程校核中對于螺紋連接一般需要考慮哪些內容，這些內容的學習可以幫助我們更加全面深入地了解螺紋連接的要點。
文章主要參考書籍：《螺紋緊固件聯接工程》-酒井智次。
02 校核考慮
擰緊（預緊）狀態
為了讓螺栓起到正常的連接作用，首先需要將螺栓擰緊，使得被連接件緊密相連。在這個過程中，如果單獨拿出螺栓部分，可以觀察到螺栓主要受到兩種載荷作用：
①軸向預緊載荷F
②螺紋扭矩載荷Ts
軸向預緊力載荷大家相對比較容易理解，螺母的旋轉運動會通過螺紋使得螺栓桿產生軸向伸長（斜面原理），這樣螺栓由于伸長會在內部產生拉力載荷，當拉力載荷達到我們預期的夾緊程度時會稱為預緊力F。
展開 
ABAQUS在結構工程中的應用 附ABAQUS結構工程分析及實例詳解下載
這些在土木工程的問題的求解過程中都可以得到應用。
多場耦合分析的應用可以使求解更接近于物理問題的真實解。
下載地址：ABAQUS結構工程分析及實例詳解
以結構CAE的角度看CAE的應用
目前CAE在工業領域的應用大致可以總結為以下幾個場景：面向設計、面向研發、面向疑難雜癥。
（僅講CAE技術本身，CAE技術結合在線監測、可視化等CAE+外沿技術的應用不在本文所述內容中）
1、面向設計
面向設計CAE解決的是產品的設計問題，CAE完全參與甚至決定產品的設計。
特點：
1）專業性強，對專業知識要求比CAE知識高；
2）有專業的國家規范、行業規范和經驗約束，最主要的是由權威性的標準；
3）CAE結合行業知識和相關規范，實現定量分析；
4）快速響應，能夠高效率利用CAE結果進行設計，周期較短；
5）CAE分析結果即能代表最終結果，無需試驗驗證，因為有規范背書；
6）專業性CAE軟件或者定制化的CAE軟件比通用性CAE軟件更受歡迎；
7）CAE的應用更為成熟。
從其特點可以看出，面向設計的CAE應用即是將傳統的手算過程以CAE的形式展現，實現電算化，提高產品設計效率。
典型行業：
建筑、橋梁、壓力容器等覆蓋較廣、對生命和財產能夠產生廣大、顯著影響的行業。（這些行業建立標準的動力也是相對較大的）。
2、面向研發
面向研發CAE主要是幫助產品的研發，參與產品的研發過程，與其他的過程配合才能決定產品的實際設計。
展開 斯姆勒 5.21-24 西安 | ANSYS工程結構強度、剛度、非線性分析及結構優化工程應用高級培訓
善于利用ANSYS進行二次開發解決特定領域科研/工程問題。
四、課程亮點和創新點分析
(1) 在授課專家選擇上，授課專家為從事多年CAE工程經驗的博士學位專家授課，能夠從仿真理論、項目工程經驗等多維度進行詳細和深度講解；
(2) 在內容設計上，該課程基本涵蓋了工程結構強度、剛度分析的應用各個方面，包括有限元計算基本原理、工程結構建模方法、強度和剛度分析技巧和評價標準，裝配體結構的非線性分析方法和技巧，大自由度結構分析技巧，螺栓、彈簧及間隙/過盈等接觸等裝配體分析技巧，分項載荷組合設計方法分析，也涵蓋了工程結構輕量化設計和優化設計等高級應用；
(3) 在授課方式上，課程培訓采用理論和軟件案例操作相結合的方法，全面細致地講解工程結構強度和剛度分析等應用問題，讓培訓學員既掌握學科理論，又具備工程問題的解決能力，幫助科研院所、企業在工程結構應用上解決“魚”和“漁”問題。
五、培訓大綱
六、培訓安排
1、培訓時間
2021年5月21日-2021年5月24日
（第一天報道，上課三天）
2、培訓地點
西安（住宿可統一安排，費用自理）
3、培訓費用
（1）3980元/人,住宿可統一安排，費用自理。
（2）持本人學生證或教師證享有9折優惠；一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
展開 第14屆中國CAE工程分析技術年會—— 輕質及復合材料CAE技術專題論壇（邀請函）
CAE仿真分析對于設計輕質及復合材料結構，模擬復合材料物理特性，解決異種材料連接、復現及避免材料失效等方面有著重要影響。透過復合材料的優化分析，牽引CAE仿真向產品研發的深度發展，提高用戶端的CAE能力和水平，進而產生更多的CAE工程仿真需求?；趶秃喜牧系臄底址抡婕夹g，對于CAE模擬分析既是挑戰也是機遇。
中國CAE工程分析技術年會(簡稱中國CAE年會)是我國虛擬仿真技術領域一年一屆規模和影響最大、層次最高的專業技術會議，被業界譽為仿真技術領域的“奧斯卡”盛會。十多年來，已有來自航空、航天、汽車、機械、船舶、兵器、電子、土木工程、石油化工、生物技術、教育等行業近萬人次進行了深入研討和交流。為增強輕質及復合材料產品研發能力、縮短開發周期、提高設計質量及優化開發流程、降低開發成本，進一步搭建交流平臺，促進企業、科研院所、高等院校之間的交流與合作，經研究，定于2018年11月29—30日在蘇州市舉辦第 14 屆中國CAE工程分析技術年會輕質及復合材料專題論壇。本次會議由中國機械工程學會機械工業自動化分會、中國力學學會產學研工作委員會、中國塑料加工工業協會注塑制品專業委員會主辦，北京諾維特機械科學技術發展中心承辦。
特致此函，誠邀參加！
展開 ANSYS 10.0有限元分析理論與工程應用-(含光盤1張)-CAD/CAM/CAE工程應用叢書
書 名：ANSYS 10.0有限元分析理論與工程應用-(含光盤1張)-CAD/CAM/CAE工程應用叢書
作 者：王富恥
出版日期：2006年5月1日
出版社： 電子工業出版社
ISBN號： 7-121-02484-5
開 本： 16開
頁 數： 383頁
裝 幀： 平裝
ANSYS高級工程應用實例分析與二次開發（附光盤）——CAD/CAM/CAE工程應用叢書
ANSYS高級工程應用實例分析與二次開發（附光盤）——CAD/CAM/CAE工程應用叢書
作者：闞前華，譚長建，張娟 等編著
叢書名：CAD/CAM/CAE工程應用叢書
出版社：電子工業出版社
ISBN：7121029030
出版時間：2006-8-1
版次：1
印次：1
頁數：472
字數：774000
紙張：膠版紙
包裝：平裝
開本：小16開
內容提要
本書以有限元分析法為基礎，以作者使用和開發經驗為根基，結合豐富工程實例，以專業化的語言和完善的理論體系，將ANSYS在各個專業領域的應用介紹給廣大讀者。
全書首先以少量的篇幅對有限元分析法、ANSYS、APDL基礎知識做了簡單介紹；然后，分土木工程、機械工程、材料工程、水利工程、電子工程五大專業，分別闡述了各專業的工程背景和ANSYS在上述領域的強大分析能力；最后，詳細介紹了ANSYS的二次開發，并對大多數常見問題給予詳細解答。全書共包含25個工程應用實例，所有實例均在ANSYS9.0下經過了調試。本書配套光盤中收錄了近200個文件，如各章節實例所需的命令流文件，用戶子程序源代碼，數據文件和宏文件等。
本書理論翔實，實例專業性和針對性強，可作為各理工科的高年級本科生、研究生、博士生教學用書，也可作為相關專業領域廣大工程技術人員學習和使用ANSYS的參考用書。
展開 Altair頂級專家團隊領銜CAE產品2021新版發布，結構、流體、電磁等CAE仿真模塊都有
點擊報名既享錄播點播>>https://uao.so/swwad298a96
作為業界領先的解決方案供應商，Altair 始終致力于開發并提供行業領先的技術，使我們的客戶能夠突破復雜問題，根據現有需求進行探索和發現。
Altair Simulation 2021 新版本產品具有更快的速度、更高的準確度，以及卓越的用戶體驗。新版本不僅提升了產品性能仿真功能，擴展了仿真驅動可制造性設計功能，還為我們的客戶帶來了強大的端到端電子系統設計工具集。新版本仿真解決方案能使客戶通過對5G連接、電路板級性能、現代制造工藝及其他特性進行仿真分析來開發復雜產品并獲得更高效益。
Altair 將在本次發布會上，與廣大用戶及業內專家一起分享軟件最新功能和市場領先的行業解決方案，共同探討最新技術及行業發展趨勢！
在此，我們誠邀您能與我們一起體驗 Altair Simulation 2021 新版本。
會議亮點
了解 Altair 最新發展趨勢
能獲取最新的產品解決方案資料
能與 Altair 資深技術專家互動問答
能與 Altair 合作伙伴了解最新的產品集成方案
展開 
【CAE案例】結構仿真對層壓木質結構的地震響應進行自動化非線性建模中的應用
基于code_aster 的超強能力，使在考慮摩擦的情況下，用自動化結構建模來設計復雜結構得以實現。這些非線性分析結果顯著優于線性分析，結構的動態特性在低加速度下也會變化。這些建模方法在未來可以拓展應用于其他結構系統。
格物云CAE
一款國產可控云端仿真平臺，結構、流體、水動力仿真軟件場景化模塊化，支持多格式網格導入(.med、.inp、.cdb、.cgns等)和高性能并行計算，降低CAE使用門檻，拓展CAE應用范圍，加速工業企業研發制造數字化轉型。平臺支持云端CAE仿真生成工業APP，構建完全交互式仿真社區，快速實現行業通用經驗軟件化。
一鍵登錄，開啟仿真！
https://cae365.yuansuan.com
視頻測流水利感知系統
遠算自主研發了短視頻水流測速APP，采用先進大尺度粒子圖像測速技術，實現快速便捷流速測量的零門檻水利工具，帶來“視頻一點，流速在手”的超強體驗，輕松、便捷地實現河流測速。目前遠算還上新了小程序版本，歡迎大家掃碼使用！
#福利時間#
遠算為你提供手把手水流測速教學培訓！
關注微信公眾號【遠算云學院】，了解詳情！
全程免費，每周一節課，多種類案例教學水文、水動力行業專家在線答疑，每周僅需45min，解決你的水流測速相關難題！
更多資訊可登錄格物CAE官方網站
https://cae.yuansuan.cn/
或關注微信公眾號【遠算云學院】
遠算在bilibili、頭條、知乎、技術鄰定期發布課程視頻等內容
敬請關注
展開 書 名：ANSYS高級工程應用實例分析與二次開發-(含光盤1張)-CAD/CAM/CAE工程應用叢書
書 名：ANSYS高級工程應用實例分析與二次開發-(含光盤1張)-CAD/CAM/CAE工程應用叢書
作 者：闞前華
出版日期：2006年8月1日
出版社： 電子工業出版社
ISBN號： 7-121-02903-0
開 本： 16開
頁 數： XIV, 472頁
裝 幀： 平裝
定 價： ￥48.00
現 價：￥42.24
CAE工程分析 | 極限載荷法
原則上應該需要根據不同結構的特征以及大量試驗對比進行調整
— 載荷曲線特征點判斷 —
除了通過最大塑性應變來判斷結構的承載極限外，很多標準中還推薦使用載荷曲線特征點來判斷結構的極限載荷
典型判斷方式有以下幾種（雙切線法，零曲率法（參考文獻③），兩倍彈性斜率法（參考文獻①））：
在各種判斷方法中，個人比較傾向的是章為民等提出的零曲率準則
該準則表示：實際極限載荷定義為與載荷-位移曲線或載荷-應變曲線上的”零曲率“點相對應的載荷，但是由于實際材料存在塑性流動和強化，因此不存在曲率為零的點，因此工程中常把出現顯著塑性流動時的載荷定義為工程極限載荷（參考文獻③）
也就是說前文所述膝部端點就是通過零曲率準則判斷的極限載荷值
為什么個人比較推薦零曲率準則？主要原因有兩點
①對應的物理意義清晰
②結果發散性較小
①大家相對好理解，因為零曲率準則給出的極限載荷對應的是結構出現明顯塑性流動和強化值，也就是典型彈塑性曲線的膝部端點
②代表的意思是，不同部位分別提取力-應變曲線，會發現通過零曲率準則得到的極限載荷值接近，也就是說該值受提取應變位置的影響較小
如上圖，分別提取A、B、C三個點的力-總應變曲線，可以看到，分別通過零曲率準則得到的極限載荷值非常接近，而其它幾種方法得到的極限載荷值受不同部位曲線形式的不同影響較大
【注：零曲率的另一種特殊判斷方法，即將材料設置為理想彈塑性，若有限元分析由于不能繼續承載而導致難以收斂，則此時對應的載荷值即為極限載荷值】
當然，極限載荷法終歸只是一種防止結構出現過量塑性變形的校核方法，對于結構的安定性問題，疲勞問題還需要進一步考慮
來源于： 仿真求知之路 作者：聰聰
展開 【CAE案例】在盧瓦爾河修復工程中的應用
河道演化趨勢的計算高度依賴于二級支流，二級支流周圍結構的優化主要被用在Neuve-Macrière二級支流的入口和出口處。因此，限制該支流中的沉積物進一步堆積以及增強其與干流之間的連通性是河流恢復的主要目標之一。計算結果表明，我們應該在入口上游保持防波堤以限制該支流中的沉積物進入，同時拆除入口處的防波堤以改善低處水域的連通性。
04 結語
目前，用非常精細的網格計算河流形態的長期演變在工程中并不常見。本文通過使用水動力學仿真對盧瓦爾河的長期演化進行了模擬，并提出了更加優化的河床結構。而關于水動力學仿真本身，我們也看到該軟件的多種計算方法選擇性和其不斷發展，適應工業需求，適應計算工具的新數值特性。
更多資訊可登錄格物CAE官方網站
https://cae.yuansuan.cn/
或關注微信公眾號【遠算云學院】
遠算在bilibili、頭條、知乎、技術鄰定期發布課程視頻等內容
敬請關注
展開 