直接基于三维CAD模型的复杂结构高精度应力分析软件开发

边界面法是以边界积分方程为理论基础的数值计算方法，是一种全新的CAE分析技术，可以克服当前以有限元法为主体的CAE技术所存在的固有缺陷。该技术拟达到的主要目标是：从本质上实现CAD造型设计和CAE分析无缝集成；降低网格生成复杂度，甚至避免网格生成，以实现分析自动化；所有的分析直接在完整的三维几何实体上进行，不使用任何抽象单元，避免对结构几何模型的抽象简化，实现完整实体应力分析；结合快速算法提高边界面法的解题规模和速度，以求解任意几何形状、任意材料构成的大规模复杂工程问题。课题首先研究快速边界面法的基础理论、核心算法和CAD\CAE集成技术，突破大规模快速自动运算的关键技术瓶颈，然后开发一套具有原创性的基于产品CAD模型的自动CAE分析软件系统。本课题以复杂焊接结构的三维弹性静力分析为例展开工程应用研究，目标是能够精确模拟焊接结构中所有焊缝、焊点的具体形状尺寸，得到焊接处的精确应力。

边界面法是以边界积分方程为理论基础的数值计算方法，是一种全新的CAE分析技术，可以克服当前以有限元法为主体的CAE技术所存在的固有缺陷。该技术已实现的主要功能有：从本质上实现了CAD造型设计和CAE分析无缝集成；降低了网格生成复杂度，实现了网格自动化生成；所有的分析直接在完整的三维几何实体上进行，不使用任何抽象单元，避免对结构几何模型的抽象简化，实现了完整实体应力分析；结合快速算法提高边界面法的解题规模和速度，实现了求解任意几何形状、任意材料构成的大规模复杂工程问题。课题首先研究快速边界面法的基础理论、核心算法和CAD\CAE集成技术，突破了大规模快速自动运算的关键技术瓶颈，然后开发了一套具有原创性的基于产品CAD模型的自动CAE分析软件系统。算例表明，本课题开发的软件能应用到各种工程问题中，并且应力精度比基于有限元法CAE软件的更高。