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4汽車覆蓋件成形數值模擬技術（ CAE分析）

4．1汽車覆蓋件成形數值模擬技術（CAE分析）的優點

（l )縮短開發周期。如某汽車地板總成的模具開發由44周縮短為20周；

（2）降低開發成本3）提高產品質量巛4）深化對成形過程的科學認識。

4．2 CAE技術的數值模擬的核心思想

有限元法

起源：有限元法是隨著計算機技術發展而出現的一種基于變分原理來求解偏微分方程的有效數值計算方法。

基本思想：把連續體視為離散單元的集合體。

“化整為零"。將連續體分解為有限個性態比較簡單的“單元”。對這些單元分別進行分析。

“積零為整"。將各個單元重新組合為原來的連續體的簡化“模型”，求解得到基本未知量（位移）在若于離散點的數值解。

根據數值解再回到各單元中計算其他物理量〈應變、應力、溫度等）。

引人CAE數值仿真的模具開發。

結合板料CAE數值模擬在模具開發中的作用。

4 · 3金屬塑性有限元法的實施步驟

( l )用假想的線、面將連續體分成若干具有簡單幾何形狀的“有限單元"

假設這些單元在且僅在其邊界上的若干個離散節點處互相連接。將這些節點的位移（速度）作為問題的基本未知量。

（2） 選擇適當的插值數，以便由每個 “有限單元"的節點位移（速度）唯一地確定該單元中的位移（速度）分布。

（3） 利用位移（速度）函數對坐標的偏導數可根據節點位移（速度）唯一地確定一個單元中的應變（或應變速率）分布。

由單元的應變（或應變速率）以及材料的本構關系，可確定單元的應力分布。

（4〉根據虛功原理可建立每個單元中節點位移（速度）和節點力的關系，即單元剛度方程。

（5） 將每個單元所受的外載荷根據作用力等效的原則移置到該單元的節點上，形成等效節點力。

（6） 按照各節點整體編號及節點自由度的順序，將各單元的剛度方程迭加，組裝成司題的整體剛度方程。

（7） 根據邊界節點必須滿足的位移〈速度）條件，修改整體剛度方程。

（8） 求解整體剛度方程，得到節點位移〈速度）。根據求得的節點位移（速度），計算各單元的應變（或應變速率）和應力。

參考文獻

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[2]李志剛．模具制造業信息化的現狀與發展[ C] / /中國模具工業協會，中國模具工業年鑒2008 ·北京：機械工業出版社， 2008 ·

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