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目录1.CAE的基本概念......................................................................................................................................................22.CAE分析过程及内容..............................................................................................................................................23.CAE技术在注塑成型领域的重要应用..................................................................................错误!未定义书签。3.1制品设计.....................................................................................................................错误!未定义书签。3.2模具设计和制造.........................................................................................................错误!未定义书签。3.3注塑成型.....................................................................................................................错误!未定义书签。4.CAE技术在我国的应用现状.................................................................................................错误!未定义书签。4.1企业观念落后.............................................................................................................错误!未定义书签。4.2市场推广乏力............................................................................................................错误!未定义书签。4.3盗版软件猖獗.............................................................................................................错误!未定义书签。CAE技术读书报告1.CAE的基本概念CAE是一个很广的概念，从字面上讲它可以包括工程和制造业信息化的所有的方面，其特点是以工程和科学问题为背景，建立计算模型并进行计算机仿真分析，对工程和新产品进行性能与安全可靠性分析，对其未来的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计中的不足，并证实未来工程、产品功能和性能的可用性与可靠性。工程和制造企业的生命力在于工程和产品的创新，而实现创新的关键，除了设计思想和概念之外，最主要的技术保障，就是采用先进可靠的CAE软件。CAE软件可以分专用和通用两类，针对特定类型的工程或产品所开发的用于产品性能分析、预测和优化的软件，称为专用CAE软件；可以对多种类型的工程和产品的物理、力学性能进行分析、模拟、预测、评价和优化，以实现产品技术创新的软件，称为通用CAE软件。CAE的结构有限元分析的理论与方法的应用一般包括5步：（1）观察事物响应的物理现象；（2）建立计算模型以便对这些现象进行数值仿真；（3）发展并集合硬件和/或软件来实现计算模型；（4）后处理并解释计算模型的结果；（5）利用计算结果分析并进行结构优化设计。采用CAE技术，即使在进行复杂的工程分析时也可无须作很多简化，并且计算速度快、精度高。常见的工程分析包括：对质量、体积、惯性力矩和强度等的计算分析；对产品的运动精度，动、精态特征等的性能分析；对产品的应力、变形、安全性及寿命的分析等。2.CAE分析过程及内容CAE的重要分析方法——有限元方法的基本思想是将结构进行有限元离散化，用有限元个容易分析的单元来表示复杂的工程结构，各单元之间通过有限元节点相互连接，根据有限元基本理论建立有限元总体平衡方程，然后求解。有限元法的灵活性很大，对边界形状的描述具有良好的适应性，可以模拟复杂的边界情况问题，因而为分析人员所青睐。从工程角度看，CAE有限元法求解工程问题的基本过程主要包括：要分析的结构的有限元的离散化，有限元方程的建立与求解，以及计算结果的处理3部分。CAE有限元分析的3个阶段的具体内容包括：前处理过程：即分析对象的有限元网格部分与数据生成。应用图形软件首先对工程或产品进行实体建模，进而建立有限元模型。其中包括直接实体建模与参数化建模，构件的布尔运算，有限元网格的自动部分，节点自动编号与节点参数生成，工作荷载与材料参数直接输入与公式参数化导入，有限元分析荷载数据的生成，有限元分析数据文件的生成与导出等。有限元分析：针对有限元模型进行单元分析，有限元方程的总体组装，有限元方程的求解以及获得有限元结果等。包括有限单元库的建立、材料库及相关算法，约束处理算法，有限元系统组装模块，静力、动力、振动、线性等问题与非线性解法库。大型通用CAE软件在实施有限元分析时，大都根据工程问题的物理、力学和数学特征，分解成若干个子问题，由不同的有限元分析子系统、热分析子系统、电磁分析子系统、流体力学分析子系流、非线性分析子系统和优化设计子系统等。后处理过程：根据工程或产品模型与设计要求，对有限元分析结果进行用户所要求的加工和检查，并以图形方式将结果提供给用户，辅助用户判定计算结果与设计方案的合理性。具体包括有限元分析结果的数据平滑，各种物理量的加工与显示，如结构变形图、应力分布图和动力振型图等，针对工程或产品设计的要求与工程规范对结果进行校核，根据计算结果进行设计优化与模型修改，还包括计算结果的文档整理等。3.CAE技术在注塑成型领域的重要应用近年来，CAE技术在注塑成型领域中的重要性日益增大，采用CAE应用于三组不同的生产过程，即制品设计、模具设计和注塑成型。三方面的应用分述如下：3.1制品设计制品设计者能用流动分析解决下列问题：(1)制品能否全部注满这一古老的问题仍为许多制品设计人员所注目，尤其是大型制件，如盖子、容器和家具等。(2)制件实际最小壁厚如能使用薄壁制件，就能大大降低制件的材料成本。减小壁厚还可大大降低制件的循环时间，从而提高生产效率，降低塑件成本。(3)浇口位置是否合适采用CAE分析可使产品设计者在设计时具有充分的选择浇口位置的余地，确保设计的审美特性。3.2模具设计和制造CAE分析可在以下诸方面辅助设计者和制造者，以得到良好的模具设计：(1)良好的充填形式对于任何的注塑成型来说，最重要的是控制充填的方式，以使塑件的成型可靠、经济。单向充填是一种好的注塑方式，它可以提高塑件内部分子单向和稳定的取向性。这种填充形式有助于避免因不同的分子取向所导致的翘曲变形。(2)最佳浇口位置与浇口数量为了对充填方式进行控制，模具设计者必须选择能够实现这种控制的浇口位置和数量，CAE分析可使设计者有多种浇口位置的选择方案并对其影响作出评价。(3)流道系统的优化设计实际的模具设计往往要反复权衡各种因素，尽量使设计方案尽善尽美。通过流动分析，可以帮助设计者设计出压力平衡、温度平衡或者压力、温度均平衡的流道系统，还可对流道内剪切速率和摩擦热进行评估，如此，便可避免材料的降解和型腔内过高的熔体温度。(4)冷却系统的优化设计通过分析冷却系统对流动过程的影响，优化冷却管路的布局和工作条件，从而产生均匀的冷却，并由此缩短成型周期，减少产品成型后的内应力。(5)减小反修成本提高模具一次试模成功的可能性是CAE分析的一大优点。反复地试模、修模要耗损大量的时间和金钱。此外，未经反复修模的模具，其寿命也较长。3.3注塑成型注塑者可望在制件成本、质量和可加工性方面得到CAE技术的帮助：(1)更加宽广更加稳定的加工裕度流动分析对熔体温度、模具温度和注射速度等主要注塑加工参数提出一个目标趋势，通过流动分析，注塑者便可估定各个加工参数的正确值，并确定其变动范围。会同模具设计者一起，他们可以结合使用最经济的加工设备，设定最佳的模具方案。(2)减小塑件应力和翘曲选择最好的加工参数使塑件残余应力最小。残余应力通常使塑件在成型后出现翘曲变形，甚至发生失效。(3)省料和减少过量充模流道和型腔的设计采用平衡流动，有助于减少材料的使用和消除因局部过量注射所造成的翘曲变形。(4)最小的流道尺寸和回用料成本流动分析有助于选定最佳的流道尺寸。以减少浇道部分塑料的冷却时间，从而缩短整个注射成型的时间，以及减少变成回收料或者废料的浇道部分塑料的体积。4.CAE技术在我国的应用现状尽管CAE技术有如此多的优点，是技术发展的必然趋势，但是目前在我国CAE软件，尤其是国产的CAE软件却和者盖寡。原因何在呢？我国著名塑料成型CAE软件专家、华中科技大学材料学院院长、模具技术国家重点实验室教授李德群指出：塑料企业对CAE软件普遍不重视，很少有企业主动采用。可以说，国产CAE软件的市场阻力非常大，坚持自己的品牌做下来很不容易。4.1企业观念落后CAE软件？我们从来不用！我们只用制造模具使用的绘图和数控加工软件做模具就够了。类似的回答在中小模具厂中十之八九。其实，对塑料模具厂家来说，仅仅使用制造模具用的绘图和数控加工软件是远远不够的。因为通过塑料成型CAE软件分析，可以在模具设计已完成、还没开始制造时，就提前对设计好的模具进行模拟分析，及时纠正模具的设计缺陷。因此使用CAE软件对模具厂家来说是减少坏模、降低生产成本的重要手段，这种预先模拟检测的方法在国外十分普及。中国模具工业协会副秘书长周永泰认为，现在国内确实存在CAE软件应用不广的现象。这是由于国内塑料模具企业普遍存在凭经验生产的现象，往往是通过反复试模来修改模具。其实这种传统的生产方式不仅成本高，而且不精确。4.2市场推广乏力有关专家认为，国内企业不爱用CAE软件，这与CAE软件宣传力度小、企业认识不到使用CAE软件的经济利益有关。因此，国产CAE软件应当向国外企业学习，加大宣传力度，并适当做些培训，使模具企业充分感受到CAE软件的好处，这样有利于提高市场份额。但国产CAE软件企业自有难处，国产CAE软件几乎全部为政府立项，依托在各个大学和研究院所中，靠国家拨款进行研发。华塑CAE软件就是一个典型。华塑CAE软件原先只有一个4人研发小组，软件研发成功后，算是立项成功，国家拨款自然减少。而软件又不同其他产品，要较快地更新升级，因此后期研发经费也很巨大。有限的人力和资金既要用于研发，又要市场推广，困难可想而知。据了解，美国Modelflow软件在国内市场营销上有庞大的市场开发资金。他们还建立了Moldflow应用技术培训体制，将其作为一项技术认证，通过工程人员的认证加强了市场推广力度。业内人士希望，国内也能够引进这种做法。4.3盗版软件猖獗国内软件市场普遍存在一种现象：正版的推不动，盗版的很畅销。CAE软件也面临着同样的问题。