電腦輔助分析標準作業程序 (SOP of CAE simulation)

電腦輔助分析標準作業程序 (SOP of CAE simulation)

以下是做結構分析及金屬成形 CAE 分析，將持續更新。

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一、準備 CAD 模型

1. 確認幾何

從產品到分析用之CAD模型，如果外型簡單，能直接拿來做 CAE 建模最好，不然還是自己花點時間，把不必要的小特徵（feature）拿掉，再拿來做 CAE 模型。建議在CAD環境下進行修改，在CAD環境中編輯遠比在CAE環境中編輯來的方便，若是 CAD 與 CAE 軟體間具有關聯性，在CAD所做的模型設計變更，能立即地轉換至 CAE 中。

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二、準備材料模型

1. 材料實驗

依照材料實驗規範（ASTM、JIS）準備試片、設定參數進行材料實驗，

常見的材料實驗有：

（1）材料塑流應力模型：鈑料拉伸試驗、圓柱壓縮實驗。

（2）材料摩擦特性模型：圓環壓縮試驗。

（3）臨界破壞值（critical damage value, CDV）

2. 將材料實驗資料轉換成數據模型。

（1）位移-負荷曲線圖（stroke - load curve）

（2）真實應力-應變曲線圖（true stress - strain curve）

（3）機械性質

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三、前處理-建立 CAE 模型（Pre-processor）

1. 幾何（Geometry）

確認單位、檢查CAD轉換至 CAE中，是否發生破面、

是否需要修復及重建曲面。

2. 網格（Element / Mesh）

（1）依分析類型選擇元素類型（element type）：

           實體、實體-殼、殼元素（solid、solid-shell、shell）。

（2）實體元素可分成四面體（tetra）及六面體（hexa），
          網格大變形的鍛造適用四面體元素、
          材料流動平緩的擠製類成形則用六面體網格。

（3）殼元素則以積分點（integration points）數目應用在不同分析中，
          如3積分點用在金屬鈑金成形、5-7點則應用在彈回分析。

（4）檢查網格品質。

（5）網格自動 / 手動細化 (remesh)

3. 材料特性（Material properties）：

彈性模數(K)、加工硬化指數 (n)、降伏應力 (Sy, yield stress)、

破壞值 (CDV, critical damage value)。

4. 邊界條件（Boundary conditions）：

對稱面 (symmetry plane)、固定端 (Fix)、負荷 (load)。

5. 分析控制（Simulation controls）：

步進控制 (step control)、停止條件 (stop criteria)。

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四、求解（Solver）

1. 求解器（solver）

依照分析類型（sim type）及元素類型（element type）

選擇適用的求解器進行求解。

2. 收斂性（convergence）

一般以誤差判斷收斂與否，常見為速度誤差（velocity tolerance）及

力量誤差（force tolerance）。

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五、後處理（Post-processor）

1. 結構強度分析（structure strength analysis）：

    Modal，deformation，strain、stress。

（1）模態分析結果：結構變形的趨勢，振幅看變形程度。

（2）應力分析結果：看結構脆弱處。

2. 金屬成形分析（metal forming analysis）：

    Deformation、strain、stress、damage。

（1）變形：材料流動，是否發生流動缺陷，如疊料（folding）。

（2）應變：變形激烈程度。

（3）應力：材料受壓、受拉、彈性變形 or 塑性變形。

（4）破壞：材料過度變形，發生破裂 or 失效。

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Enson.