CAE培训课程体系（选修）

课程目录

第一层次：基础理论与通用技能

• 专题一：工程力学与有限元基础

• 专题二：几何清理与网格划分技术

第二层次：通用结构分析软件专题

• 专题三：ANSYS Workbench结构与多物理场分析

• 专题四：Abaqus非线性有限元分析

• 专题五：MSC Nastran/Patran结构分析

第三层次：动力学与多体系统仿真专题

• 专题六：ANSYS LS-DYNA显式动力学分析

• 专题七：Adams多体动力学分析

第四层次：热分析软件专题

• 专题八：ANSYS Icepak电子热分析

• 专题九：FloTHERM/6SigmaET热仿真

第五层次：电磁场与多物理场耦合专题

• 专题十：ANSYS Maxwell电磁场分析

• 专题十一：CST电磁场分析

第六层次：专业工艺仿真软件专题

• 专题十二：Moldflow注塑模流分析

• 专题十三：DYNAFORM/AutoForm冲压成形仿真

• 专题十四：Deform/Simufact成形与热处理仿真

第七层次：优化与系统仿真专题

• 专题十五：Isight/OptiSLang多学科优化

• 专题十六：Simulink/Twin Builder系统仿真

第八层次：国产CAE软件专题

• 专题十七：国产自主CAE软件应用

课程体系概述

本课程体系在结合企业实际人才需求与主流软件厂商认证体系的基础上，按照学习路径和技术领域，分为八个层次，共十七个选修专题。学员可根据自身基础、行业背景和职业规划，选择性修读。

据市场研究，全球CAE软件市场规模持续增长，汽车、航空航天、电子电气是主要应用领域。约65%的制造企业已将CAE仿真集成到产品研发流程中，企业对具备多学科仿真能力的复合型人才需求旺盛。

第一层次：基础理论与通用技能

本层次旨在构建扎实的CAE理论基础，是后续所有软件学习的前提，也是企业招聘CAE工程师的核心考察内容。

专题一：工程力学与有限元基础

培训对象

• 零基础或基础薄弱的CAE初学者

• 希望系统建立CAE理论框架的工程师

• 高校机械、力学、土木相关专业学生

• 企业新入职的CAE仿真工程师（岗前培训）

培训目标

• 深刻理解有限元法的核心数学物理思想

• 掌握从工程问题到数学模型的完整简化逻辑

• 熟悉数值计算的误差来源与收敛性分析方法

• 具备独立判断仿真结果可信度的能力，满足企业仿真质量体系要求

培训内容介绍

1. 静力学基础回顾：受力分析、约束类型、力系平衡方程的建立与求解

2. 材料力学核心：应力与应变的概念、胡克定律、四大强度理论

3. 弹性力学入门：三维应力状态、主应力、几何方程、物理方程、虚功原理

4. 有限元法的核心思想：离散化、插值函数（形函数）、单元刚度矩阵的物理含义

5. 常用单元类型详解：杆单元、梁单元、平面单元、壳单元、实体单元的特性与选择原则

6. 等参变换与数值积分：高斯积分点的概念及其在应力提取中的重要性

7. 网格划分的底层逻辑：网格密度与单元阶次对计算精度和效率的影响

8. 边界条件的数学施加：位移约束消除刚体位移、面力体力的等效节点载荷移置

9. 求解过程解析：线性静态方程组的组装与求解、直接法与迭代法原理

10. 后处理结果解读原理：应力奇异性识别、积分点解与节点解的区别、误差估计基础

11. 数值计算中的常见问题：剪切闭锁、体积闭锁、沙漏模式的产生机理与规避方法

12. 单位制与量纲分析：国际单位制与常用单位制的统一，单位错误导致的案例分析

专题二：几何清理与网格划分技术

培训对象

• 从事复杂几何体网格划分的专业前处理工程师

• 需要进行几何修复和模型简化的CAE分析人员

• 航空航天、汽车、模具领域的高端用户

培训目标

• 掌握从CAD模型到CAE模型的关键过渡技能——几何清理与修复

• 学会在不影响计算精度的前提下，对复杂模型进行合理的简化处理

• 能够识别并修复导致网格划分失败的几何缺陷

• 具备企业高级前处理工程师的专业能力

培训内容介绍

1. CAD与CAE模型的区别：精确几何与分析几何的区别、特征抑制的必要性

2. 几何缺陷类型识别：微短线/面、重复面、缺失面、小孔、小圆角、倒角、窄边、尖角

3. 几何清理工具操作：缝合自由边、修补缺失面、删除/替换/抑制特征、拓扑修复

4. 中面抽取技术：适用于薄壁结构的壳单元建模，T型接头、搭接等连接关系处理

5. 模型简化原则：基于圣维南原理，确定可简化细节（远离开孔区域的微小特征）

6. 对称性与周期性的利用：模型切分、对称/反对称/周期边界条件应用

7. 梁/杆结构的理想化：细长结构简化为线体、截面属性赋予、接头处理

8. 刚体假设：变形极小部件设为刚体以节省计算资源

9. 布尔运算：模型的切分、合并、相交，用于定义接触区域或生成共节点网格

10. 网格质量控制：网格质量评价指标（偏斜度、长宽比、正交性、雅可比）的企业验收标准

11. 修复前后的网格质量对比：几何清理对网格质量的显著影响案例

12. 综合实战：汽车零部件/复杂机械件的完整几何清理与网格划分

第二层次：通用结构分析软件专题

专题三：ANSYS Workbench结构与多物理场分析

培训对象

• 使用ANSYS Workbench进行结构强度、振动分析的机械/土木工程师

• 需要进行热-结构、流固耦合等多物理场分析的研发人员

• 目标获得ANSYS认证的学员

培训目标

• 熟练掌握Workbench平台的项目流程管理，实现多物理场协同仿真

• 能够独立完成从几何建模、网格划分到求解后处理的完整分析流程

• 掌握参数化设计与优化方法，提升产品设计效率

• 达到企业中级结构分析工程师的软件操作水平

培训内容介绍

1. Workbench平台概览：项目视图、组件系统、数据连接与共享、多物理场耦合架构

2. 几何建模与修复：参数化建模、几何清理、概念建模（梁/壳/线体）、命名选择

3. 高级网格划分技术：网格尺寸控制、膨胀层、多区域网格、网格质量检查与优化

4. 线性静力学分析：材料定义、连接与接触设置、边界条件施加、结果后处理

5. 模态分析：预应力模态、有/无阻尼模态、参与系数分析、振型解读

6. 热分析：稳态/瞬态热传导、热对流、热辐射、热-结构耦合分析

7. 非线性分析：几何非线性（大变形）、材料非线性（塑性、超弹）、状态非线性（接触）

8. 动力学分析：谐响应分析、瞬态动力学、响应谱分析、随机振动

9. 疲劳分析：S-N曲线、高周/低周疲劳、载荷谱输入、疲劳寿命预测

10. 优化设计：参数相关性、响应面优化、目标驱动优化

11. 流固耦合：单向/双向流固耦合设置、System Coupling接口应用

12. 综合实战：电子芯片散热系统热-结构耦合分析

专题四：Abaqus非线性有限元分析

培训对象

• 从事非线性结构分析（橡胶、塑料、金属成型）的工程师

• 需要处理复杂接触、大变形、断裂问题的研究人员

• 高校力学、机械、航空航天专业师生

培训目标

• 深入理解Abaqus的非线性求解原理与收敛控制技巧

• 熟练掌握Abaqus/CAE前后处理与inp文件编辑

• 能够独立完成包含材料、几何、接触非线性的复杂分析

• 满足高端制造业对非线性仿真人才的需求

培训内容介绍

1. Abaqus产品体系：Abaqus/Standard与Abaqus/Explicit的区别与选择

2. Abaqus/CAE建模：Part创建、Assembly装配、Set与Surface定义、Partition切分技巧

3. 材料本构模型：线弹性、超弹性、弹塑性、粘弹性、Hill屈服准则

4. 接触与约束：通用接触、对接触、接触属性定义、耦合约束、刚体约束

5. 隐式非线性求解：增量步控制、收敛准则、不收敛诊断、接触稳定性控制

6. 显式非线性求解：质量缩放、时间缩放、准静态分析、能量平衡评估

7. 断裂与失效：XFEM扩展有限元、Cohesive单元、VCCT裂纹扩展

8. 热-力耦合分析：完全耦合热应力分析、顺序耦合热应力分析

9. 多体动力学：连接单元、加速度/角速度施加

10. 子模型技术：全局-局部模型过渡、切割边界插值

11. Python脚本二次开发：自动前处理、后处理数据提取、参数化分析

12. 综合实战：橡胶密封件大变形与接触密封性能分析

专题五：MSC Nastran/Patran结构分析

培训对象

• 航空航天、汽车、船舶等领域的结构强度/动力学工程师

• 需要进行超单元分析、气动弹性分析的研发人员

培训目标

• 熟练掌握Nastran的求解序列与卡片编辑

• 能够独立完成复杂结构的静力学、模态、动力学分析

• 掌握超单元分析方法，提升大规模模型计算效率

• 满足航空航天对高精度、高效率结构分析的需求

培训内容介绍

1. Nastran求解序列：SOL 101、SOL 103、SOL 111、SOL 112的应用场景

2. Patran前后处理：几何导入、网格划分、载荷/边界条件施加、结果可视化

3. 高级动力学分析：复特征值分析、直接频率响应、随机振动分析

4. 超单元分析：超单元生成、超单元装配、多级超单元、模态综合法

5. 气动弹性分析：静气动弹性、颤振分析、偶极子网格法

6. 热分析：稳态/瞬态热传导、热辐射、热-结构耦合

7. 优化设计：尺寸优化、形状优化、拓扑优化、敏度分析

8. DMAP二次开发：自定义求解流程、结果提取、矩阵运算

9. 复合材料分析：层合板定义、失效准则、层间应力

10. 非线性分析：几何非线性、材料非线性、接触非线性

11. 转子动力学：Campbell图、临界转速、不平衡响应

12. 综合实战：飞机机翼颤振边界分析

第三层次：动力学与多体系统仿真专题

专题六：ANSYS LS-DYNA显式动力学分析

培训对象

• 从事汽车碰撞安全、跌落测试、冲击侵彻、钣金成形的工程师

• 需要处理大变形、材料失效、高速冲击问题的研究人员

培训目标

• 掌握显式动力学算法的基本原理与LS-DYNA关键字编辑技巧

• 能够独立完成跌落、碰撞、冲压成形等显式分析

• 掌握材料失效、接触侵蚀、自适应网格等高级技术

• 满足汽车、消费电子等行业对跌落冲击仿真的需求

培训内容介绍

1. 显式动力学理论基础：中心差分法、稳定时间步长、质量缩放原理

2. LS-DYNA Workbench集成：显式动力学分析系统、K文件管理与编辑

3. 材料模型详解：弹塑性材料、应变率效应、状态方程、失效准则

4. 接触算法：单面接触、点面接触、侵蚀接触、固连失效接触

5. 跌落测试仿真：刚性地面定义、初速度施加、重力加速度、能量曲线监控

6. 碰撞与冲击：刚性墙设置、侵彻模拟、SPH方法

7. 钣金成形模拟：拉延筋、压边力、回弹分析、成形极限图

8. 气囊展开模拟：均压法与粒子法

9. 假人定位与约束系统：假人模型导入、安全带模拟、座椅泡沫材料

10. 刚柔耦合分析：柔性体嵌入刚体系统、传感器与作动器模拟

11. K文件高级编辑：关键字结构、自定义本构、子程序接口

12. 综合实战：智能手机跌落与结构破坏分析

专题七：Adams多体动力学分析

培训对象

• 从事车辆悬架/转向、机器人机构、航天器展开机构的工程师

• 需要进行刚柔耦合分析、控制系统联合仿真的研发人员

培训目标

• 熟练掌握Adams/View建模与Adams/Car模板开发

• 能够独立完成机构运动学、动力学分析与优化

• 掌握刚柔耦合方法与控制系统联合仿真

• 满足汽车、航空航天等行业对多体动力学分析的需求

培训内容介绍

1. 多体动力学理论基础：刚体运动学、动力学方程、约束建模、冗余约束处理

2. Adams/View建模：零件创建、运动副定义、驱动/力施加、传感器设置

3. Adams/Car专业模块：模板建模、子系统装配、悬架/整车仿真分析

4. 悬架运动学分析：车轮定位参数、K&C特性、仿真与试验对标

5. 整车操纵稳定性：稳态回转、双移线、鱼钩试验、方向盘角阶跃

6. 刚柔耦合分析：柔性体生成、应力恢复、疲劳接口

7. 接触与碰撞：实体接触、曲线-曲线接触、摩擦力模型

8. 控制与联合仿真：Adams/Controls接口、与MATLAB/Simulink联合仿真

9. 耐久性载荷提取：虚拟迭代、轮心载荷提取、半轴载荷谱

10. 优化设计：实验设计、响应面优化、目标驱动优化

11. 履带/皮带模块：履带车辆建模、皮带传动仿真

12. 综合实战：双叉臂悬架K&C特性分析与优化

第四层次：热分析软件专题

专题八：ANSYS Icepak电子热分析

培训对象

• 从事电子设备热设计的工程师

• 通信、消费电子、电源、LED照明行业技术人员

• 需要进行芯片级、板级、系统级热分析的设计人员

培训目标

• 熟练掌握Icepak的电子热仿真流程

• 能够独立完成从CAD导入到热分析报告的完整工作流

• 掌握风扇、散热器、热管、热电冷却器等散热元件的建模方法

• 满足电子行业对热管理工程师的迫切需求

培训内容介绍

1. 电子热设计基础：传热学基础、电子元件热特性、失效机理与温度关系

2. Icepak软件架构：与ANSYS Workbench集成、电子专用对象库

3. 几何建模与导入：PCB简化、芯片封装建模、散热器创建、风扇模型

4. 网格划分策略：非连续网格、多级网格、局部加密、网格质量控制

5. 边界条件与热载荷：芯片热耗定义、对流边界、辐射设置、太阳辐射

6. 风扇建模：风扇曲线输入、P-Q曲线设置、风扇失效模式模拟

7. 散热器优化：翅片参数化、材料选择、接触热阻设置

8. 热管与均温板：等效导热系数模型、毛细极限校核

9. 热电冷却器：TEC模型、冷热端温度计算、COP分析

10. 焦耳热效应：PCB走线电流热效应、过孔热阻计算

11. 瞬态热分析：功率阶跃、周期性功耗、开机温升过程

12. 综合实战：服务器主板/5G基站/手机热设计分析

专题九：FloTHERM/6SigmaET热仿真

培训对象

• 使用FloTHERM或6SigmaET进行电子热仿真的工程师

• 通信设备、数据中心、消费电子行业技术人员

• 需要符合行业标准（如JEDEC、GR-63）的热分析人员

培训目标

• 熟练掌握FloTHERM/6SigmaET的智能建模与求解技术

• 能够独立完成从元器件级到系统级的热仿真分析

• 掌握与CAD/EDA软件的协同设计流程

• 满足通信、数据中心等行业对热仿真的专业需求

培训内容介绍

1. FloTHERM软件架构：SmartParts智能建模、求解器特点、后处理功能

2. 6SigmaET软件特点：基于规则的建模、自动网格生成、与Cadence集成

3. PCB建模技术：详细PCB模型、PCB热特性等效、过孔建模

4. 芯片封装建模：JEDEC标准封装、双热阻模型、DELPHI模型、封装详细模型

5. 散热器库与选型：型材散热器、插齿散热器、铲齿散热器、热管散热器

6. 风扇与风机建模：风扇曲线、风扇噪音、PWM调速模拟

7. 机柜与系统级分析：服务器机柜气流组织、冷热通道隔离、机柜功耗计算

8. 瞬态热分析：芯片瞬态热响应、风扇失效备份分析

9. 热测试与对标：热电偶布置、红外热像仪测试、仿真与试验相关性分析

10. 与EDA协同设计：IDF/IDX接口、ECAD导入、电气-热协同仿真

11. 可靠性热分析：热循环、热冲击、温度对MTBF的影响

12. 综合实战：数据中心机柜/通信基站AAU/电源模块热设计

第五层次：电磁场与多物理场耦合专题

专题十：ANSYS Maxwell电磁场分析

培训对象

• 从事电机、变压器、无线充电、电磁阀设计的电气/机械工程师

• 需要进行电磁-热-结构多场耦合的分析人员

培训目标

• 熟练掌握Maxwell 2D/3D电磁场建模与求解方法

• 能够进行电机性能分析、电磁力计算、损耗分析

• 掌握与Simplorer的系统级联合仿真

• 满足电气行业对电磁仿真人才的需求

培训内容介绍

1. 电磁场理论基础：麦克斯韦方程组、磁场/电场求解器类型

2. Maxwell建模与材料：B-H曲线定义、永磁材料设置、非线性材料、分层硅钢片设置

3. 边界条件与激励：矢量磁位边界、气球边界、电流/电压激励、外部电路耦合

4. 静磁场分析：电磁力/转矩计算、电感矩阵提取、磁场分布可视化

5. 涡流场分析：趋肤效应、邻近效应、阻抗计算、铁损计算

6. 瞬态磁场分析：旋转运动设置、绕组连接、反电势计算、齿槽转矩分析

7. 电机性能分析：空载/负载特性、效率Map图、弱磁控制仿真

8. 电磁-热耦合：损耗映射到热分析、温度对材料性能的影响

9. 电磁-结构耦合：电磁力加载到结构场、振动与噪声分析

10. 永磁体退磁分析：不同温度下的退磁曲线、过载退磁风险评估

11. Q3D寄生参数提取：RLCG参数提取、SPICE模型生成、信号完整性分析

12. 综合实战：永磁同步电机电磁设计与效率优化

专题十一：CST电磁场分析

培训对象

• 从事天线设计、微波器件、高速互连、EMC/EMI分析的工程师

• 需要处理高频电磁场问题的通信、电子、航空航天领域人员

培训目标

• 熟练掌握CST的多种求解器选择与应用技巧

• 能够独立完成天线设计、滤波器仿真、电磁兼容分析

• 掌握与Abaqus的电磁-热-结构联合仿真方法

• 满足5G通信、航空航天对高频电磁仿真的需求

培训内容介绍

1. CST工作室概览：微波工作室、电磁工作室、粒子工作室、多物理场工作室

2. 时域求解器：瞬态激励、宽带响应、S参数提取

3. 频域求解器：谐振结构分析、本征模求解、色散材料设置

4. 天线设计与优化：天线参数、端口设置、远场计算

5. 滤波器与无源器件：耦合矩阵提取、传输零点调试、敏感度分析

6. 高速互连信号完整性：S参数、眼图、TDR阻抗分析、串扰仿真

7. EMC/EMI分析：辐射发射、抗扰度测试模拟、屏蔽效能评估

8. 电磁-热耦合：电磁损耗映射到热分析、温升计算

9. 电磁-结构耦合：洛伦兹力映射到结构场、振动与变形分析

10. 粒子工作室：电子枪设计、二次电子发射、空间电荷效应

11. 协同仿真：CST与Abaqus联合仿真流程、数据传递接口设置

12. 综合实战：5G基站天线设计与多物理场验证

第六层次：专业工艺仿真软件专题

专题十二：Moldflow注塑模流分析

培训对象

• 注塑模具设计师、产品结构工程师

• 需要解决注塑缺陷（翘曲、缩痕、熔接痕）的工艺人员

培训目标

• 熟练掌握Moldflow网格划分与工艺参数设置

• 能够通过模流分析预测并优化注塑成型缺陷

• 掌握科学试模与实验设计方法

• 满足模具行业对模流分析人才的需求

培训内容介绍

1. 注塑成型理论基础：聚合物流变学、PVT特性曲线、剪切热效应

2. 网格划分技术：双面网格与3D实体网格选择、网格匹配率优化

3. 浇注系统设计：浇口位置优化、流道平衡设计、热流道与阀浇口控制

4. 冷却系统设计：冷却水路排布、隔水板/喷流管设置、冷却效率评估

5. 填充与保压分析：流动前沿温度、注射压力预测、保压曲线优化

6. 翘曲变形分析：收缩不均、冷却不均、取向效应的翘曲贡献量分解

7. 纤维取向预测：玻纤增强材料的纤维取向分布、对结构性能的影响

8. 工艺参数优化：敏感度分析、最佳工艺窗口寻找

9. 收缩与缩痕预测：体积收缩率、缩痕指数、保压补偿效果评估

10. 气穴与熔接痕：困气位置预测、熔接痕强度评估、排气槽设计

11. 残余应力分析：流动诱导残余应力、热残余应力、翘曲相关性

12. 综合实战：手机外壳翘曲变形优化

专题十三：DYNAFORM/AutoForm冲压成形仿真

培训对象

• 钣金冲压工艺工程师、模具设计工程师

• 需要解决冲压起皱、开裂、回弹问题的技术人员

培训目标

• 熟练掌握板料成形仿真流程与参数设置

• 能够预测起皱、开裂、回弹缺陷并进行优化

• 掌握回弹补偿技术，指导模具型面修正

• 满足汽车覆盖件、家电钣金行业对冲压仿真的需求

培训内容介绍

1. 板料成形理论基础：材料硬化模型、屈服准则、成形极限图

2. 几何准备与工具定义：凸模/凹模/压边圈定义、工具偏置、拉延筋设置

3. 网格划分：板料网格细化、自适应网格、工具网格处理

4. 工艺参数设置：压边力曲线、冲压速度、摩擦系数、润滑条件

5. 成形过程模拟：板料流入量、厚度减薄率、成形裕度评估

6. 起皱与开裂预测：FLD图判读、起皱高度云图、危险区域识别

7. 回弹分析：卸载回弹计算、回弹量评估、与试验对标

8. 回弹补偿：基于几何补偿的模面修正、迭代补偿算法

9. 多工步成形：拉延-修边-翻边多工序连续仿真

10. 液压成形：管材液压成形、压力曲线控制、壁厚分布预测

11. 热冲压：高温材料本构、相变诱导塑性、冷却速率控制

12. 综合实战：汽车覆盖件冲压成形与回弹补偿

专题十四：Deform/Simufact成形与热处理仿真

培训对象

• 从事锻造、轧制、挤压等体积成形的工艺工程师

• 需要进行热处理（淬火、渗碳）过程模拟的技术人员

培训目标

• 熟练掌握体积成形仿真流程与网格重划分技术

• 能够预测成形过程中的缺陷、模具受力与磨损

• 掌握热处理过程中的组织演变与残余应力预测

• 满足锻造、热处理行业对工艺仿真的需求

培训内容介绍

1. 体积成形理论基础：大变形塑性理论、摩擦模型、热力耦合效应

2. Deform前处理：几何导入、材料定义、模具设置

3. 网格重划分技术：畸变网格自动重划、场变量映射、细化窗口设置

4. 锻造工艺模拟：开式/闭式模锻、多工步锻造、飞边槽设计

5. 挤压与轧制：正/反挤压、型材轧制、轧制力预测

6. 微观组织演变：动态再结晶、晶粒尺寸预测、相变动力学

7. 热处理模拟：淬火/回火、渗碳/氮化、相变塑性、残余应力

8. 模具应力分析：模具受力、弹性变形、疲劳寿命预测

9. 磨损预测：Archard磨损模型、模具寿命评估

10. 感应加热：电磁-热耦合、加热效率、温度均匀性

11. 粉末冶金：粉末压制、烧结致密化、相对密度分布

12. 综合实战：汽车齿轮精密锻造与模具寿命分析

第七层次：优化与系统仿真专题

专题十五：Isight/OptiSLang多学科优化

培训对象

• 需要进行多学科设计优化的系统工程师

• 需要集成不同CAE软件进行自动化仿真的技术人员

培训目标

• 熟练掌握优化流程集成与自动化设计方法

• 能够进行实验设计与响应面建模

• 掌握多种优化算法（梯度、遗传、多目标）的应用

• 满足企业数字化转型对仿真自动化与设计优化的需求

培训内容介绍

1. 优化理论基础：设计变量、约束条件、目标函数、Pareto前沿

2. 流程集成：集成CAD/CAE软件、文件解析与数据映射

3. 实验设计：全因子、正交试验、拉丁超立方、最优拉丁超立方

4. 近似模型：RSM、径向基函数、克里金模型

5. 梯度优化算法：NLPQL、MMFD、适用场景与局限性

6. 全局优化算法：遗传算法、粒子群算法、模拟退火

7. 多目标优化：NSGA-II、多目标遗传算法、Pareto前沿分析

8. 可靠性分析：蒙特卡洛模拟、响应面法可靠性分析、六西格玛设计

9. 稳健性设计：Taguchi方法、敏感度分析、容差设计

10. 优化结果后处理：平行坐标图、散点矩阵、交互效应图

11. 计算加速技术：并行计算、数据库重用、代理模型辅助优化

12. 综合实战：汽车悬架多体动力学与结构强度协同优化

专题十六：Simulink/Twin Builder系统仿真

培训对象

• 从事控制系统设计、机电一体化系统仿真的工程师

• 需要进行物理系统建模与数字孪生开发的技术人员

培训目标

• 熟练掌握物理系统建模方法与控制系统设计流程

• 能够实现多域物理系统（机-电-液-控）联合仿真

• 掌握数字孪生模型生成与部署方法

• 满足工业4.0对系统仿真与数字孪生人才的需求

培训内容介绍

1. 系统仿真理论基础：微分代数方程、因果/非因果建模、物理网络建模

2. Simulink基础：连续/离散系统建模、S函数开发、状态流

3. 物理建模：机械、电气、液压、热力学域建模

4. 控制系统设计：PID调参、LQR控制器设计、自动代码生成

5. Twin Builder：多物理系统建模、元件库使用、求解器设置

6. 与CAE软件的联合仿真：与Maxwell、Fluent的协同仿真

7. 实时仿真与HIL：模型降阶、实时目标生成、硬件在环接口

8. 数字孪生应用：模型降阶技术、云端部署、实时数据融合

9. 电池管理系统仿真：电芯模型、等效电路模型、SOC/SOH估计

10. 电力电子系统：开关变换器、PWM调制、电机驱动系统

11. 功能安全分析：故障注入、FMEA、ISO 26262符合性验证

12. 综合实战：电动汽车电驱动系统建模与控制器开发

第八层次：国产CAE软件专题

专题十七：国产自主CAE软件应用

培训对象

• 响应国产化替代政策的企业技术人员

• 需要进行软件国产化验证与迁移的科研人员

培训目标

• 熟练掌握国产CAE软件的基本操作流程

• 能够完成从几何建模到结果分析的完整仿真任务

• 掌握国产软件与国际主流软件的数据交互与结果对标方法

• 满足国家重点行业对自主可控CAE软件的应用需求

培训内容介绍

1. 国产CAE发展现状：政策背景、国产替代趋势、自主可控战略意义

2. PERASIM Mechanical介绍：国产通用结构有限元分析软件、界面布局、工作流程

3. 几何建模与导入：支持格式、几何修复、特征抑制、参数化建模

4. 网格划分：自动网格划分、网格质量控制、边界层网格

5. 材料与边界条件：材料库管理、载荷与约束施加、接触定义

6. 求解器设置：线性静力、模态分析、屈曲分析设置

7. 结果后处理：云图/动画/报告生成、结果提取与导出

8. 与国际软件对标：与ANSYS/Abaqus计算结果对比验证、误差分析

9. 开目3D工艺仿真：三维装配工艺设计、可制造性审查、工艺成本分析

10. 开目AI增强技术：工艺智能助手、零件智能分类、工艺自动生成

11. 国产软件生态：与国产CAD、PDM系统的集成

12. 综合实战：某机械零部件结构强度分析与对标验证

选修路径建议

主流软件厂商认证体系