第1章 动力学与有限元分析概述

/本章导读

计算机辅助分析（Computer Aided Engineering）又称为CAE，是结合计算机技术和工程分析技术的新兴技术。CAE软件采用计算力学、计算数学、机构动力学、数学仿真技术、工程管理学等诸多学科的传统理论和计算机相结合，形成一种综合性知识密集型的信息化产品。CAE的核心技术为仿真模型运动的运动/动力学仿真技术（即Creo /Mechanism）和有限元分析技术（即Creo /Simulate）。

/重点与难点

集成模式

FEM模式

独立模式

Simulate的安装

使用软件对设计模型进行运动仿真和有限元分析，能够模拟设计对象在真实环境工作中的状况并对其进行分析和研究，尽早发现设计中的缺陷，验证产品功能和性能，提前进行修改和优化，从而减少制造时产生的问题和麻烦，提高设计的可行性并缩短设计周期。PTC Creo Parametric是集CAD/CAM/CAE于一体的大型三维设计软件，其中CAE包含运动分析、结构分析和热力学分析三大部分，强大的功能主要表现在以下几个方面。

（1）采用运动学/动力学的理论和方法，通过CAD绘出实体模型并设计出会运动的机构。对整体机构进行运动学/动力学仿真，分析出位置、速度、加速度、作用力等决定机构性能的重要的设计数据。

（2）采用工程数值分析中的有限元技术，分析、计算产品机构的应力、变形等物理参数，分析物理量在空间和时间上的分布及变化规律，完成机构的线性、非线性、静力、动力的计算分析。

（3）在满足设计要求的前提下，采用过程优化设计方法，对产品的机构、设计参数、结构形状等进行优化设计，使产品机构性能达到最佳状态。

（4）采用结构强度与寿命评估的理论、方法规范评估机构的安全性、可靠性和使用寿命。