以AutoCAD 為幾何平臺，并利用其提供的二次開發技術實現了有限元前處理系統的編程。該方法解決了常規的有限元分析系統中的幾何建模系統和前處理系統脫節的問題。集成了造型、單元屬性設置、網格劃分、顯示等多種模塊。研究了有限元前處理系統的若干關鍵技術，包括如何控制網格形態、輸出求解數據接口、基于ObjectARX 的CAD/CAE 集成設計、復雜三維實體的四面體網格全自動生成算法。建立了一個基于AutoCAD 的有限元前處理系統。

　　有限元分析方法是求解微分方程邊值和初值問題，建立在待定函數離散化基礎上的一種數值方法; 廣泛應用于固體力學、流體力學、生物力學、傳熱學、電磁學及其它數學物理領域。在目前的有限元分析中，分析模型的建立，在有限元分析過程中所占的工作量非常大，成為有限元法實際應用的主要困難之一。有限元前置處理主要包括建立幾何模型、網格劃分、生成有限元分析模型的屬性數據( 載荷、材料、邊界條件等) 和有限元計算控制數據等幾個方面的內容。在早期的有限元前處理系統中，建立幾何模型和有限元模型往往是分離的，沒有形成一種集成化的工作環境，這樣造成諸多不便。所以本文提出一種能集成以AutoCAD 為幾何平臺的CAE 前處理系統的方法。

1、開發平臺的選擇

　　目前流行的幾何造型平臺主要有CATIA、UG、AutoCAD、PROE 等，這些幾何平臺的應用對象也不一致，CATIA、UG 主要用于大型產品設計具有很高的幾何精度同時價格也非常高昂，并且這兩款軟件普及程度不高因此不選擇這兩款作為開發平臺。Pro-E 具有很方便的造型功能但是此平臺的二次開發功能不太容易實現故也不選擇此平臺。AutoCAD 具有超強的二維畫圖功能和強大的三維造型功能，普及程度極高，并且擁有非常好的基于C ++ 的二次開發工具( ObjectARX) 。因此本系統選擇AutoCAD2004 作為幾何平臺，ObjectARX 2004 作為二次開發工具，Microsoft Visual studio 2002 作為開發該系統的集成開發平臺。ObjectARX 是從AutoCAD R13 開始推出的一個完全面向對象的二次開發環境。ObjectARX 是編寫具有AutoCAD 相同地址空間并直接訪問AutoCAD 的動態鏈接庫的開發環境。它可以監控和處理AutoCAD 的各種事件，可以完全控制AutoCAD 的行為，可以定義AutoCAD 命令，這些命令可以像AutoCAD 本地命令一樣被執行和調用。同時ObjectARX 2004 該環境完全支持MFC，這為實現GUI 式的交互操作奠定了基礎。

2、系統的數據結構

　　由于本系統是CAD 和CAE 前處理系統的集成，所以要設計一個完整的數據結構來描述本系統的幾何信息和有限元信息及其之間的關系。在本系統中必須設計合理的數據結構來完整描述有限元模型和幾何信息，一個完整的有限元模型往往由單元、載荷、邊界條件、求解器參數等部分構成。單元模型的基礎是節點，根據所要解決的問題不同，單元又分一維線單元、二維平面單元( 三角形單元、四邊形單元等) 、三維實體單元( 四面體單元和六面體單元等) 、三維面單元( 板翹單元) 和特殊單元( 質量單元等) 。本系統利用AutoCAD 提供的接口類實現有限元模型數據的CAD 化，把單元數據、材料、載荷等數據都通過接口類設計成自定義類，存儲對象于AutoCAD 的數據庫中。

3、結語

　　有限元技術經過長足的發展應用已經變得非常普遍，同時也對有限元技術的支撐技術提出了越來越高的要求。該系統以建立CAD 和CAE 前處理器的集成系統為目標，完整地闡述了建立該種系統的方法和關鍵技術。為后續的參數化動態有限元建模打下了堅實基礎。