CAE仿真工程师面试100问答案1—20

千呼万唤始出来，CAE仿真工程师面试100问答案以光速来了。

1. 显式分析与隐式分析的区别，怎么判断使用哪种算法？

    显示分析：基于差分法，利用当前时间步算下一步，无需迭代，时间步足够小，几乎无收敛问题。

    隐式分析：采用牛顿迭代法或类似的迭代算法来求解方程组，经常有收敛性问题。

   显式用当前步数据，时间步小，适合瞬态/碰撞问题；隐式需解方程，时间步大，适合静态/准静态问题。

选择依据：动态问题显式，稳定性和精度要求高时隐式。

2. 有限元力算的准还是位移算的准

   位移结果更准，因有限元以位移为未知量；应力/应变由位移导数计算，精度次之。

3. 强度、韧性、塑性的区别

  强度：抗破坏能力；  
  韧性：断裂前吸能能力（强度+塑性）；  
  塑性：永久变形能力。

4. 工程应力和真实应力的区别

   工程应力基于初始面积，真实应力基于瞬时面积（考虑变形）。工程应力应变亦称名义应力应变。

5. 了解的实体单元类型

   四面体（Tet4, Tet10）、六面体（Hex8, Hex20）、金字塔单元等。

6. 材料力学的基本假设

   小变形：微分方程的高阶可忽略不计，简化计算

   连续性：可用微分数学来进行应力应变的表达

   均匀性：任意位置取样来确定材料属性

   线弹性：允许使用胡克定律描述应力应变关系

   各向同性：各个方向的力学性能一样，分析更加简单

7. 有限元是位移元，应力元还是应变元

   位移元，节点位移为未知量，应变/应力由位移导出。

8. 平面应力与平面应变的区别？

  平面应力：厚度方向应力为零（薄板）；  
   平面应变：厚度方向应变为零（长体结构）。

如考虑重力的砖块不同放置应力/应变状态不同

9. 沙漏与剪切自锁的辩证关系

    沙漏：单元结点位移不为0，但插值后积分点的应变为0，内能为0。单元只有一个积分点，周边的节点可以随意变形，减缩积分容易发生。

LsDyna中解决办法：调整体积粘度control_bulk_viscosity，沙漏算法控制control_hourglass，网格局部加密等

  剪切自锁：在理论上没有剪切变形的单元中发生了剪切变形，弯曲变形比理论值小，纯弯状态下容易发生。

解决方法：1.采用减缩积分；2.细化网格；3.非协调单元；4.假定剪切应变法；5.采用高阶单元；

沙漏（减缩积分单元零能模式）与剪切自锁（完全积分单元过刚）是不同问题，需分别用沙漏控制或高阶单元解决。

10. 进行FEA分析的基本流程

    前处理（几何处理、建模、网格、材料、边界）→ 求解 → 后处理（结果分析）→优化迭代

11. 低碳钢拉伸应力应变曲线极限强度在什么位置

    应力-应变曲线最高点（颈缩前）。  

12. 有限元分析中零件之间的约束关系如何建立

    接触定义、连接单元（螺栓/弹簧）、约束方程或耦合自由度。

13. 有限元的基本原理(如何从偏微分到代数方程)

    偏微分方程→弱形式（变分/加权残值）→离散单元→形函数插值→刚度矩阵→代数方程。

14. 解释一下弹性力学应力的概念

    单位面积内力，二阶对称张量，三维空间是一个3*3的矩阵，含正应力与剪应力。

15. Mises应力是什么？应力莫尔圆是什么？

    Mises应力：基于畸变能的等效应力；莫尔圆：二维应力状态的图形化表示。

16. 什么是应变能？

    变形存储的能量，弹性阶段可恢复，等于应力-应变曲线下面积。

17. 阐述低碳钢应力应变曲线四个阶段

    弹性→屈服→强化→颈缩（局部变形）。

18. 弹性力学的基本方程

    - 平衡方程：divσ + f = 0；  
    - 几何方程：ε = 0.5(∇u + ∇uᵀ)；  
    - 物理方程：σ = Cε（胡克定律）。

19. 白车身前六阶模态代表什么模态？

    自由模态，白车身模态分析时无约束， 固前六阶都是自由模态。

20. 激振器摆放位置

    刚度大处，避开模态节点，根据目标模态振型选择激励方向。