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CAE分析是誕生在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的，這種近似數(shù)值計算方法，又大大提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率。盡管結(jié)構(gòu)力學(xué)和固體力學(xué)的理論己經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)完善，但是對一些較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分析，解析法還是無能為力，而強度分析的有限元法恰恰能有效地克服這個困難，它在結(jié)構(gòu)分析中已經(jīng)成為一個強有力的通用數(shù)值方法。目前，有限元法已廣泛應(yīng)用于靜力、動力、穩(wěn)定、彈塑性、接觸等結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計中。
在二十世紀50年代初，有限元法成為工程CAE分析的有力工具，其在結(jié)構(gòu)CAE分析上的應(yīng)用是力學(xué)真正可以更廣泛的在工程中應(yīng)用。隨著結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論的發(fā)展和實際應(yīng)用，有限元理論分析技術(shù)的進一步成熟、各種實際的數(shù)值計算方法的相繼出現(xiàn)，計算機飛速發(fā)展，機構(gòu)設(shè)計逐漸由消極的校驗設(shè)計變成積極的改善設(shè)計，即可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用和運行要求，按照力學(xué)理論，建立數(shù)學(xué)模型，借助于優(yōu)化理論和方法得出結(jié)構(gòu)的最優(yōu)設(shè)計，而有限元方法是結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化的基礎(chǔ)之一。有限元分析結(jié)果中的結(jié)構(gòu)在外載荷下的力學(xué)響應(yīng)量及其對設(shè)計變量的導(dǎo)數(shù)是結(jié)構(gòu)優(yōu)化必不可少的信息。結(jié)構(gòu)有限元分析已經(jīng)被證明是一種有效的力學(xué)分析手段，利用有限元分析，目前的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計格局，克服了采用經(jīng)驗、類比或采用許多假設(shè)和簡化導(dǎo)出的計算公式進行結(jié)構(gòu)設(shè)計在校核方面的諸多局限。將優(yōu)化搜索技術(shù)與有限元分析技術(shù)結(jié)合起來，充分利用計算機技術(shù)、有限元技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)，自動地設(shè)計出滿足各種給定要求的最佳結(jié)構(gòu)尺寸、形狀等，可使結(jié)構(gòu)設(shè)計快速而較精確，從而大大縮短設(shè)計周期，提高產(chǎn)品的精度和性能。
由于CAE分析采用的有限元法能夠在計算機上自動求解得到問題的解答，能夠求解靜力學(xué)模型，也可以求解動力學(xué)模型，可以求解固體力學(xué)問題，也可以求解流體力學(xué)模型，可以計算穩(wěn)態(tài)溫度場下的物體的熱力學(xué)響應(yīng)，也可以處理非穩(wěn)態(tài)熱源下的時間響應(yīng)，以及電磁場等各方面的力學(xué)問題。無論是高層樓房、大橋等建筑物，還是飛機、輪船等運載工具，無論是剛性結(jié)構(gòu)件還是彈性橡膠件如：輪胎等，其結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，模擬其振動或溫度場、熱變形等領(lǐng)域已經(jīng)得到越來越多的青睞。如今，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展有限元方法應(yīng)用更加廣泛，已經(jīng)成為工程技術(shù)人員不可缺少的工具之一。
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