论CAE技术的发展、应用及我国推广现状

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cae发展现状

cae发展现状

cae发展现状现代自动化技术的广泛应用使得计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering,CAE)在工业领域得到了快速发展。

CAE 是利用计算机技术和软件工具来进行工程分析和仿真的过程,可用于设计、开发和优化产品、工作流程和生产线等。

CAE的发展现状是多样化的,涉及到各个不同领域的应用。

在汽车工业中,CAE在车身结构的强度和刚度分析、碰撞仿真以及车辆性能优化方面发挥着重要作用。

通过CAE技术,汽车制造商可以在实际生产之前进行虚拟实验和测试,从而提高产品质量和安全性。

在航空航天领域,CAE被广泛用于飞机结构设计、飞行仿真和机载系统优化。

通过使用CAE软件,航空工程师能够在设计阶段就对飞机进行各种扰动和应力分析,以评估结构的安全性和性能。

此外,CAE还在能源领域、建筑工程和制造业等方面具有重要的应用。

在能源领域,CAE被用于设计和分析发电厂、风力涡轮机、太阳能电池板等能源设备。

在建筑工程中,CAE 可以帮助工程师进行结构分析、热力仿真和风电荷载分析等。

而在制造业中,CAE被用于机械零件的设计和制造过程中的仿真和优化。

随着计算能力的不断提升和软件工具的不断更新,CAE在工程领域的应用也在不断扩大。

据预测,未来CAE领域将更加强调与其他工程软件和系统的集成,以实现更高效的设计和仿真过程。

此外,随着人工智能和机器学习技术的普及,CAE 还将更好地支持自动化和智能化的工程设计和分析。

总之,CAE在工程领域的发展前景广阔,其应用范围涵盖了许多不同的行业和领域。

由于CAE能够提供准确、高效和经济的工程分析和仿真解决方案,预计它将继续在未来的工程实践中发挥重要作用。

中国的cae软件

中国的cae软件

边界元分析(BEM)技术
边界元分析技术是一种数值计算 方法,适用于解决边界积分方程 等问题。
在中国,边界元分析技术的研究 和应用也得到了广泛的发展。中 国在边界元分析技术方面拥有丰 富的理论和实践经验,并将其应 用于多个领域,如结构力学、流 体动力学、电磁场等领域。
中国在边界元分析技术方面也取 得了很多成果,包括开发了多种 边界元分析软件,如Fesafe、 Elmer等,这些软件在中国的工 程应用中发挥了重要作用。
04
CATALOGUE
中国cae软件的应用实例
cae软件在机械制造行业的应用
模具设计优化
01
利用cae软件对模具设计方案进行模拟和优化,提高模具的精
度和使用寿命。
生产线规划与仿真
02
通过cae软件模拟生产线流程,优化生产线的布局和生产效率

机械部件疲劳寿命预测
03
利用cae软件对机械部件的疲劳寿命进行预测,提前发现潜在
离散元(DEM)技术
离散元技术是一种数值计算方法,适用于解决离散系统的动力学问题。
在中国,离散元技术的研究和应用也得到了广泛的发展。中国在离散元 技术方面拥有丰富的理论和实践经验,并将其应用于多个领域,如地质
工程、机械工程、土木工程等领域。
中国在离散元技术方面也取得了很多成果,包括开发了多种离散元分析 软件,如UDEC、PFC等,这些软件在中国的工程应用中发挥了重要作 用。
拓展国际市场
加强国际合作与交流,开拓国际市场,提 升中国CAE软件的国际影响力。
加强国际合作与交流
合作研究
鼓励国内企业和研究机构与国际先进企业与研究机构开展合作 研究。
技术交流
积极参加国际技术交流活动,分享中国CAE软件的技术成果和 发展经验。

我国模具CAD/CAE/CAM/PDM发展现状及发展建议

我国模具CAD/CAE/CAM/PDM发展现状及发展建议

我国模具CAD/CAE/CAM/PDM发展现状及发展建议专稿《电加工与模具),2010年增刊我国模具C/CPDM发展现状及发展建议中国模协技术委员会李德群(执笔)中图分类号:TG76,TP391.7文献标识码:A文章编号:1009—279X(2010)SO~0041—041我国模具.PDM发展现状模具cAD/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技,高效益的系统工程.它以计算机软件的形式,为企业提供一种有效的辅助工具,使工程技术人员借助于计算机对产品性能,模具结构,成形工艺,数控加工及生产管理进行设计和优化.模具CAD/CAE/CAM技术能显着缩短模具设计与制造周期,降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识.随着CAM/CAE软件及其他应用软件的普及应用,计算机产生的各种类型,格式各异的数据资料,如市场分析报告,产品设计信息,加工图纸,零件加工工艺,数控加工程序清单,仿真测试结果分析及各种说明书等,迅速增加.如何有效管理这些异构数据资料成为了企业面临的一大难题.PDM系统作为一个信息沟通平台,可对企业的各种产品及其相关数据进行统一管理,并在产品整个的开发过程中协助管理者对开发过程进行有效控制和管理.与此同时,设计人员在产品生命周期内的各个环节与产品过程相关的各个地方均能及时,准确地获取产品的相关信息,并对产品数据进行一定权限范围内的操作.这种产品数据的高度集成和共享,使得新产品的开发时间和成本大为缩减."十一五"期间,我国模具cAD/CAE/cAM/PDM技术取得了长足的进步,具体表现在以下几个方面:(1)开发出具有自主知识产权的系列CAD/CAM/CAE品牌软件华天软件,中创软件与日本最大的CAD/CAM收稿日期:2009~12—10作者简介:李德群,男,1945年生,华中科技大学材料学院教授,中国模协技术委员会副主任兼cAD/cAM技术部主任.软件公司UEL合作,结合El本工业界最佳实践,采取引进,消化,吸收,再创新的方式,开发完成具有中国自主知识产权的三维CAD/CAM软件SINOV A—T10NV1.0.这标志着我国在三维CAD/CAM软件研发领域实现了重大突破.SINOV ATlON软件是三维CAD/CAM一体化的应用软件系统,该软件具有最先进的混合型建模,参数化设计,丰富的特征造型功能.提供了经过业界验证的具有国际先进水平的CAM加工,冲压模具,注塑模具等应用技术.特别适合汽车,汽车零部件,机床,通用机械,模具及工艺装备等行业的设计及加工应用.SINOV A—TION冲压模具设计解决方案为专业设计人员提供了一套经过业界验证的CAD解决方案组合,包括高效的冲压工艺设计,精确的冲压回弹补偿和专业的冲压模具结构设计等功能.SINOV ATION注塑模设计与加工解决方案是根据注塑模具设计,制造经验,将产品成形工艺与工程分析软件相结合,开发的适用于注塑模具设计专用的软件包.方案以三维参数化建模CAD软件为基础,涵盖了从零件设计,分析,自动分模创建模具,电极设计,工程图创建等整个过程,体现出高品质,灵活,高效的设计理念,为注塑模具设计工作提供了专业的技术应用平台. CAXA系列化软件在开发自主知识产权的知名品牌的道路上不断取得新成果,如新一代集成软件CAxA V5PLM首次将成熟的2D,3D,CAPP,MPM和DDM技术在统一的数据模型基础上进行整合, 覆盖了从概念设计,详细设计,工艺流程到生产制造管理的各个环节,并通过数字化仿真帮助企业优化产品设计和生产制造的整个过程.上海模具CAD国家工程研究中心在国内较早地开始了基于知识的工程技术(KBE)研究,在塑性成形和模具设计知识的获取与表示,知识的推理机制,知识的集成与管理以及知识的发现等KBE关键--———41?———《电加工与模具)2010年增刊专稿技术上进行了行之有效的研究,形成了适用于不同行业,不同类型KBE系统的一整套开发思路及相关的KBE应用软件.华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室开发的注塑成形模拟软件"华塑CAE",铸造成形模拟软件"华铸CAE"和板料成形模拟软件"FAS—TAMP"又有新发展.目前研究的重点是微宏观分析相结合,数值计算和人工智能相结合,目标是将模拟软件由传统的被动式计算工具提升为主动式优化系统.随着应用的不断深入和广泛,系列化模拟软件华塑CAE,华铸CAE和FASTAMP已成为我国模具行业具有自主知识产权的主导技术和知名品牌.湖南大学以先进冲压CAE技术为突破口,开发出一套包括冲压工艺设计和汽车覆盖件模具设计和制造的系列化软件.其冲压仿真CAE自动建模系统CADEM一工能利用模具表面数控轨迹数据作为网格生成的几何数据源,使建模效率成倍提高,对于汽车覆盖件成形,在同样精度下可使仿真模型网格单元减少近20%~40%.冲压仿真CAE系统CADEM—II采用先进的理论和算法,在保证冲压件大变形计算精度的前提下显着地提高了分析速度. 冲压工艺分析与设计系统CADEM一Ⅲ采用壳体失稳理论预测覆盖件成形中的起皱趋势,采用基于仿真的毛坯反算技术,实现了复杂零件的毛坯形状和尺寸的迭代反求.(2)广泛采用了CAD/CAE/CAM技术并在应用中取得了显着效益其中最大的技术进步无疑是三维CAD方面的重大突破.一汽模具,天汽模,东风模具,福田潍坊模具等企业的三维CAD普及率达到100%.其他骨干企业正在加快进行二维CAD到三维CAD的过渡.国外的有些知名企业至今也尚未做到100%的三维CAD.由于采用三维CAD技术,使过去分散在各个信息孤岛的CAD,CAE,CAM连成一片,实现了一体化,为模具全程数字化制造提供了技术基础.少数企业的整个流程已完全实现了数字化加工和无图化生产,正在为将来的自动化加工和柔性生产积极创造条件.一些先进企业在模具结构设计完成后,采用截面检查,干涉检查,静态运动干涉检查,运动模拟等分析手段,真实反映模具的实际工作状态,保证了实体设计的可靠性.一42一CAE分析普及率明显提高,少数企业已达到100%,CAE不再是高不可攀的技术,更不是束之高阁的摆设,而是一个必不可少的工具,它帮助设计者在设计阶段"先知先觉",对模具调试时可能出现的问题进行处理,做到"防患于未然".在参数化设计方面也取得了长足的进步.国内一些骨干企业已建立了模具基础结构图库,还建立了标准件图库.利用参数化手段,根据模具结构特点,选择基础构架,设计者只需要控制几个基本的特. 征参数,系统将会根据事先输入到计算机中的结构规则,自动提供合理的结构方案,设计者只需做少许调整和装配即可完成设计.设计规则的引入,使三维实体模具结构设计达到了一个更高的层次. (3)PDM技术不断发展目前,国外的公司已开发出一些产品功能齐全,开放性好,思想新颖,技术先进的PDM产品.如UGS公司的IMAN,IBM公司的ProductManager, SDRC公司的Metaphase,PTC公司的Windchill等, 这些产品在波音,IBM,福特汽车,通用汽车等公司得到推广应用,取得了成功.国内的一些企业,如春兰,海尔,长虹和康佳等采用IMAN系统,西安飞机设计所采用IBM的PM系统,也取得了一定的成功.与此同时,国内的软件厂商也纷纷推出了自己的PDM产品,如武汉天喻公司的IntePDM,武汉开目技术集成公司的KMPDM,清华同方软件公司的TFPDMS等.国产的PDM系统,无论是在功能上,技术上,思想上还是稳定性方面与国外的产品都有较大的差距,但在价格和定制程度方面有一定优势, 因此在国内的一些企业中也得到应用,如天喻公司的IntePDM系统,同方公司的TFPDM系统,大恒公司的DHPDM系统等.2我国模具CAD/CAE/CAM/PDM与国际先进水平的主要差距与国外发达国家相比,我国模具CAD/CAE/CAM/PDM技术发展水平还很低,差距很大.主要表现在以下方面:(1)软件开发进度和水平低目前三维CAD/cAM软件的核心技术目前仍掌握在欧美日等发达国家手中,占主流地位的模具CAD软件主要有Pm/E,I—DEAS,UG等,中国的三维CAD/CAM市场几乎被国外产品完全垄断.每年中国制造企业采购三维CAD/CAM软件的金额高达专稿《电加工与模具)2olo年增刊几十亿元,而且还在以每年20%的速度递增.这种尴尬局面不仅使得制造企业承受了高昂的成本压力,而且支撑产品创新的核心工具受制于人,存在重大的信息和知识产权安全隐患.而我国CAD/cAE/ CAM/PDM技术研究开发未能很好地有组织,有计划,有重点地进行,造成低水平重复劳动,影响了软件开发的进度和水平的提高,无论是在功能上,技术上,思想上还是稳定性方面与国外的产品都有较大的差距.(2)CAD/CAM应用水平差距明显在国内的模具生产中,CAD/CAM技术已得到广泛的应用.但对于国内一些大型模具企业,它们的CAD/CAM应用状况多停留在从国外购买先进的CAD/CAM系统和设备,在其上进行的二次开发较少,资源利用率低;国内一些中小型模具企业CAD/CAM应用很少,有些仅停留在以计算机代替画板绘图.(3)CAE没有得到广泛应用CAE在我国模具行业的应用还刚刚起步,只是在经济实力雄厚的企业,例如一汽,东风,海尔等单位,才购买了少量的商品化软件,开始尝试应用. (4)信息集成技术落后信息技术的广泛集成是以产品数据管理(PDM)和过程管理(PM)为基础,实现CAD/CAM和ERP的有机集成,在并行工程中PDM也是重要的基础.而我国在这方面的研究刚刚开始,至今也没有一个在国内市场上成熟的PDM系统.因此, 这类基础性软件也被国外的系统占领了市场. (5)CAD/CAE/CAM缺乏知识的集成由于缺乏对设计知识的集成,模具设计方案的选择,工艺参数与模具结构的优化,成形性能的评价等依然依赖着模具设计者的经验.设计知识是企业最有价值的智力资产,是企业竞争力的保障.在目前的注射模设计行业,这些知识主要以经验的形式由资深设计工程师所掌握,随着他们的退休与流失必将造成企业核心技术的流失,将直接导致企业竞争力下降.在国外已广泛应用知识型CAD/CAM系统,如美国UGS公司的多工位级进模设计向导CAD系统(ProgressiveDieWizard)和注塑模设计向导CAD系统(MoldWizard),两系统均无缝地集成于该公司的三维机械CAD/CAM系统UG中,为用户提供了级进模和注塑模设计环境与工具,封装了模具设计的专家知识,提供了丰富的标准化的模架库,零件库和镶件库.造成上述差距的原因很多,除了历史上长期以来未将模具作为产品得到应有的重视之外,还有下列几个主要原因:(1)科研开发及技术攻关投入太少.由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视, 投入太少,科研单位和大专院校又将主要精力放在创收上,致使模具行业科技进步的步伐不大,进展缓慢.(2)人才严重不足.模具行业是技术密集,资金密集,劳动密集的产业,随着时代的进步和技术的发展,掌握和运用新技术的人才异常短缺,技术素质较高的模具设计,制造工艺技术人员,技术工人及企业管理人才也非常紧缺.尤其缺乏知识面宽,知识结构层次高的复合型人才.(3)缺少先进的技术设备力量.我国大部分模具厂,车间的模具加工设备陈旧,在役期长,精度差, 效率低.近年来也引进了不少先进的模具加工设备,但过于分散,或不配套,利用率一般仅有25%左右,设备的一些先进功能也未能得到充分发挥. (4)管理落后更甚于技术落后.技术落后往往容易看到,管理落后有时却难以意识到.国内外模具企业管理上的差距十分明显,管理的差距所带来的问题往往比技术上的差距更为严重.3我国模具CD/CAE/CAM/PDM发展目标和主要任务"十二五"期间,我国模具行业的主要目标是全面推广cAD/CAE/CAM/PDM/PDM技术,主要任务是:(1)开发拥有自主知识产权,适合于我国国情,具有较高水平的模具设计,加工及模具企业管理软件,不断提高软件的智能化,集成化程度,并推广应用.(2)研究模具的分类学及模具结构的参数规范,实现模具零部件的标准化,参数化,并形成模具CAD/CAM系统软件的支持软件;(3)实现3D一体化设计.目前的模具设计主要采用3D设计和2D设计相结合的方法,在开发中存在易出错,效率低,质量不易控制等问题,因此需要实现设计过程的全三维化.通过数据共享技术实现各阶段各种应用软件的有效集成,达到模具设计的一体化.一43—《电加工与模具}2010年增刊专稿(4)深入研究模具的整体优化技术,包括模具成本估算,模具的可装配性,模具的成形性及可靠性,集成到模具行业普遍采用的通用造型设计系统上,完成面向制造的模具CAD/CAE/CAM系统的开发.(5)研究模具设计,制造参数,通用,标准,参数化构件及由经验构成的专家系统,并使之形成模具CAD/CAE/CAM数据库.(6)加快PDM技术的发展,由单一的计算机信息管理扩展到"管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程的技术",实现产品数据的高度集成和共享.(7)促进我国模具骨干企业全面采用模具CAD/CAM/cAE/PDM生产技术.4产品和技术等方面的发展重点和重大课题4.1发展重点(1)三维CAD/CAM技术的研发.开发具有自主知识产权的模具CAD/CAE软件,达到国际先进水平.(2)国产模具CAE软件的功能升级,形成国际知名的自主品牌.(3)国产PDM系统的研发.完善功能,提高性能稳定性,加强推广应用.(4)模具数字化设计制造系统的研发.(5)模具CAD/CAE/cAM一体化技术推广应用.(6)逆向工程,并行工程,敏捷制造技术的研发及推广应用.(7)模具的集成,柔性及自动加工技术和网络虚拟技术的研发与推广应用.4.2重大课题(1)关键产品模具数字化设计制造系统研发,如冲压工艺设计系统,模具型面设计系统,成形分析系统,模具结构设计系统,模具CAM系统和冲压专家咨询系统的车身模具数字化设计制造系统.(2)适应于超级并行计算机和机群的高性能模具CAE求解技术.(3)模具CAE分析结果的数据挖掘及智能评估.(4)模具CAE与模具cAD/CAM的无缝集成.(5)面向模具制造的PDM系统研发与应用.(6)PDM与模具CAD/CAM/cAE的集成.一44一(7)基于网络环境CAD/CAE/CAM技术的模具异地协同设计与分析.(8)模具设计知识库系统研发.5我国模具CAD/CAE/CAM/PDM的发展建议(1)建议政府有关部门建立模具发展基金,用于模具行业共性技术的开发,研究和创新项目,并对"龙头企业"作重点支持.要在国家有关部门大力支持下,加强产学研合作,推进模具行业科技开发和技术攻关工作,组织行业内产学研重点单位分工合作, 联合工作,争取早出成果,多出成果,共同享受成果, 并使成果产业化,以迅速提高行业的技术水平.用电子信息工程等高新技术和先进适用技术来改造企业传统的生产模式,将先进技术转化为生产力. (2)建立服务体系,使中小企业广泛受益.模具行业除个别企业外都是中小企业,力量有限,特别是信息和技术开发方面更显力不从心,他们难以完全依靠自己的力量去独闯市场.如能建立针对广大中小企业的行业服务体系,特别是信息和技术服务体系,使广大中小企业从中受益,必将有利于行业的振兴与发展.(3)以企业为主体,发挥院校和科研单位作用,搞好产学研结合,尽快使成果产业化,并大力提高模具生产技术水平.(4)自主开发和引进.所谓引进,主要是引进已商品化了的CAD/CAE/CAM软件和设备,并对引进的软件加强二次开发工作.引进软件和设备的同时,相应的人员培训相当重要.欢迎订阅《电加工与模具》《电加工与模具》主要报道特种加工和模具制造领域的设计研究成果,工艺应用技术,使用维修经验,产品开发信息和行业发展动态等.《电加工与模具》为双月刊,国内外公开发行.请读者在全国各地邮局订阅,也可直接向本刊编辑部邮购.每期定价10元,全年6期共60元.邮发代号:28—36地址:苏州高新区金山路18o号邮编:215011电话:(o512)67274541传真:(0512)67778215。

CAE在各个行业概况

CAE在各个行业概况

CAE在各个行业概况摘要:随着计算机辅助工程(CAE)技术的发展,CAE在各个行业中已经得到了广泛的应用。

本文将对CAE在航空航天、汽车、医疗、电子、建筑、能源等行业的应用情况进行调研和分析。

本文将介绍CAE技术在这些行业中的应用和发展趋势,并分析它们在这些行业中的优点和挑战。

一、简介随着计算机技术的不断发展和迅速普及,计算机辅助工程(CAE)技术在工程领域中得到了广泛应用,大大提高了工程设计的效率和准确性。

CAE是指利用计算机仿真和模拟等技术进行工程设计、分析和验证的方法。

它不仅可以用于设计过程中的仿真和测试,还可以用于产品的研发、生产和维护。

在过去几年中,CAE技术已经得到了广泛的应用,并在各个行业中取得了显著的成就。

本文将分析CAE在航空航天、汽车、医疗、电子、建筑、能源等行业的应用情况和发展趋势,并探讨它们在这些行业中的优点和挑战。

二、航空航天在航空航天领域中,CAE技术已经成为必不可少的工具。

飞行器的设计和开发是一项非常复杂的工程,需要进行大量的计算和验证。

CAE 技术可以在设计过程中进行仿真和测试,以验证设计的正确性和可行性。

例如,可以使用CAE技术进行气动性能、结构强度、疲劳寿命等方面的仿真和测试。

据统计,使用CAE技术可以将飞机研发的时间和成本降低30%以上。

目前,航空航天领域中最热门的CAE技术是CFD(计算流体力学)和结构分析。

CFD技术可以用于模拟飞机飞行时的气动流场状况,分析飞机的气动性能和优化设计。

结构分析可以用于确定飞机的结构强度和疲劳寿命,并提供改善设计的建议。

此外,CAE技术在航空航天领域中的应用还包括发动机设计、飞行控制和航空电子。

三、汽车汽车是CAE技术的另一个重要应用领域。

汽车的设计和开发也是一项非常复杂的工程,需要进行大量的计算和验证。

CAE技术可以用于模拟汽车的运行和碰撞,以评估汽车的安全性和性能。

例如,可以使用结构分析技术来确定汽车的强度和疲劳寿命,以及优化车身设计;可以使用动力学仿真技术来模拟汽车的悬挂系统和其他运动部件的运动,并对其进行优化。

CAE软件及其运用现状分析

CAE软件及其运用现状分析

CAE软件及其运用现状分析一、在工程设计中的应用:1.结构分析:CAE软件可以通过有限元分析方法对产品的结构进行强度、刚度等性能分析,并进行结构优化,提高产品的可靠性和安全性。

2.流体力学:CAE软件可以模拟液体和气体在管道、容器、风洞等中的流动行为,优化流体系统的设计和效率。

3.热传导:CAE软件可以分析热传导现象,并进行热交换器、散热器等热管理系统的设计和优化。

4.电磁场分析:CAE软件可以模拟电磁场的传播和分布情况,帮助设计电路、电感、变压器等电子产品。

二、CAE软件的特点:1.高度精确性:CAE软件基于数学模型和物理原理进行分析和仿真,具有高度精确性,可以准确预测产品在不同工况下的性能。

2.高效性和节省成本:使用CAE软件可以快速进行多种分析和优化,避免了繁琐的实验过程,减少了时间和成本的浪费。

3.多学科集成:CAE软件可以模拟多学科的物理现象,并进行多学科的集成分析,帮助工程师进行全面的设计优化。

4.交互性和可视化:CAE软件具有友好的用户界面和可视化结果展示,工程师可以直观地观察和分析产品的性能。

三、CAE软件的发展趋势:1.多物理场耦合分析:随着工程领域的不断发展,产品的设计越来越复杂,多种物理场之间的耦合效应也变得重要。

未来的CAE软件将更加注重多物理场之间的耦合分析和优化。

2.大规模计算能力:CAE分析需要进行大规模的数值计算,需要庞大的计算资源支持。

未来的CAE软件将更加注重提高计算能力和效率,以满足工程师复杂问题的分析需求。

3.智能化和自动化:未来的CAE软件将更加注重智能化和自动化的功能,通过模型预测和优化算法等技术,提供更精确、高效的分析和优化结果。

4.云计算和协同工作:云计算可以提供大量的计算资源,并实现CAE 软件在云端的远程使用和数据共享。

未来的CAE软件将更趋向于在云端进行分析和协同工作,提高工程师的工作效率和沟通效果。

总之,CAE软件的应用不断拓宽,涉及的行业和领域越来越广泛,未来的发展空间也非常广阔。

2024年CAE市场规模分析

2024年CAE市场规模分析

2024年CAE市场规模分析引言计算机辅助工程(CAE)是一种利用计算机进行工程设计和分析的方法。

随着科技的不断革新和全球工程行业的迅猛发展,CAE市场也在快速增长。

本文将对CAE 市场规模进行分析并讨论其未来的发展趋势。

CAE市场规模根据市场研究公司的数据,CAE市场在过去几年呈现出稳定增长的态势。

截至目前,全球CAE市场规模已经超过10亿美元。

这主要是由于增长迅猛的汽车、航空航天、电子和制造业等行业对CAE技术的需求不断增加。

汽车行业汽车行业是CAE市场的主要推动力之一。

随着汽车制造商对安全性、燃油效率和设计优化的要求越来越高,他们越来越倾向于使用CAE技术来进行汽车设计和模拟测试。

根据研究机构的数据,汽车行业占据全球CAE市场的30%以上。

航空航天行业航空航天行业也是CAE市场的重要应用领域。

由于航空航天工程的复杂性和风险性,使用CAE技术可以提高设计和分析的准确性,减少试验和测试的成本。

因此,航空航天行业对CAE技术的需求不断增加,据估计占据全球CAE市场的20%左右。

电子和制造业随着电子和制造业的不断发展,对产品的设计和生产要求也越来越高。

CAE技术可以帮助这些行业进行产品设计和制造过程的优化,提高产品的质量和效率。

因此,电子和制造业对CAE技术的需求也在不断增加,预计占据全球CAE市场的20%左右。

CAE市场的发展趋势随着科技的不断进步,CAE市场面临着一些新的发展趋势。

云计算和大数据云计算和大数据技术的出现,为CAE市场带来了巨大的机遇。

通过云计算,用户可以在任何地点随时使用CAE软件,大大提高了工作的灵活性和效率。

而大数据技术则可以帮助分析海量的CAE数据,提取有价值的信息,进一步优化设计和分析过程。

增强现实(AR)和虚拟现实(VR)增强现实和虚拟现实技术在工程设计和分析中的应用不断增多。

通过AR和VR技术,工程师可以更直观地观察和分析产品模型,提前发现潜在问题并进行修正。

这种技术的应用将进一步推动CAE市场的发展。

CAE行业发展现状及趋势分析,CAE咨询细分市场快速发展「图」

CAE行业发展现状及趋势分析,CAE咨询细分市场快速发展「图」

CAE行业发展现状及趋势分析,CAE咨询细分市场快速发展「图」CAE行业发展现状及趋势分析,CAE咨询细分市场快速发展「图」一、CAE行业概述CAE(Computer Aided Engineering),即计算机辅助工程,是广泛应用于工业制造业产品研发设计过程中的一种技术工具,通过模拟产品在结构强度、热传导、刚度、运动学等方面的工作状态和表现,CAE可为产品功能、性能的可用性和可靠性提供依据,为企业产品设计提供决策支持,可助力企业降低设计风险、优化设计方案、提升设计效率。

根据软件的适用范围进行划分,CAE软件可以分为通用CAE 软件和专用CAE软件两类。

CAE软件分类情况数据来源:华经产业研究院整理中国CAE行业发展至今,主要历经了起步、缓慢发展以及快速发展三个阶段:起步阶段从1970到1989年,上世纪70年代初,在CAE理论研究和软件开发工作的支撑下,中国本土涌现了一批具有自主知识产权的有限元分析软件。

但是软件的通用性和适用范围相对局限、缺乏整体竞争力限制了此类本土CAE软件的市场化及产业化进程。

缓慢发展阶段从1990到2005年,国外CAE软件厂商进入中国市场,对中国本土CAE软件厂商产生了较大冲击。

本土CAE软件的发展在这一时期则面临一定的制约,受限于资金投入不足等因素,本土CAE软件从基础研究到工程应用、再到软件商业化的进程受阻,本土CAE软件厂商的发展在此阶段发展缓慢。

快速发展阶段从2006年至今,在这一时期,本土CAE软件厂商技术研发水平和行业竞争力逐渐提升,对于中、小、微型企业产品研发设计的市场需求的增长,CAE咨询细分领域也呈现出快速发展的态势。

行业下游汽车、工程机械、航空航天等行业的市场需求持续增大,刺激了CAE市场容量的释放。

中国CAE行业发展历程数据来源:华经产业研究院整理中国CAE行业由上游的软件开发基础设施、中游软件开发及应用以及下游应用领域组成。

上游的软件开发基础设施主要包括软件求解器、基础软件产品以及硬件设备等;中游软件开发及应用主要包括CAE软件开发以及CAE咨询等;下游应用领域主是汽车、工程机械、航空航天、电子、交通运输等行业。

2024年CAE市场发展现状

2024年CAE市场发展现状

2024年CAE市场发展现状1. 引言计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering,简称CAE)是一种利用计算机软件来进行工程设计、分析和优化的技术。

近年来,CAE市场取得了快速发展,其在各个领域的应用越来越广泛。

本文将介绍CAE市场的现状,并探讨其发展趋势。

2. CAE市场规模根据市场研究机构的数据显示,CAE市场在过去几年中保持了稳定增长的态势。

据预测,到2025年,全球CAE市场规模将达到xxx亿美元。

这一增长主要受益于工程领域的数字化转型,以及制造业和汽车行业对CAE技术的广泛应用。

3. CAE市场应用领域CAE技术在各个行业中都得到了广泛应用。

以下是一些主要应用领域的介绍:3.1 汽车行业CAE在汽车行业中的应用非常广泛。

汽车制造商利用CAE技术进行车身设计、碰撞测试、空气动力学分析等,大大缩短了产品开发周期,并提高了产品质量和安全性。

3.2 能源行业在能源行业中,CAE技术被用于优化发电厂和核电站的设计,以及提高发电效率和安全性。

此外,CAE还可以用于风力发电机组和太阳能电池板的设计和优化。

3.3 航空航天行业航空航天行业对CAE技术的需求也非常大。

CAE可以用于飞机的结构设计、翼型优化、气动导航分析等。

借助CAE技术,航空航天企业可以更好地理解飞机的性能,并提高研发效率。

3.4 电子行业在电子行业中,CAE技术被广泛用于电路设计和电子元件的热分析。

借助CAE软件的仿真功能,设计人员可以在实际制造之前模拟电路的性能,并进行选材和优化。

4. CAE技术发展趋势CAE技术在不断发展和演进中,以下是几个主要的发展趋势:4.1 云计算随着云计算的普及,越来越多的CAE软件开始支持云端部署和运行。

这使得用户可以随时随地使用CAE工具,无需安装和维护复杂的软件环境。

4.2 多物理场耦合未来的CAE软件将更加注重多物理场的耦合。

例如,在进行汽车碰撞仿真时,需要综合考虑结构、材料、动力学等方面的因素。

cae软件的现状与实施方法

cae软件的现状与实施方法

cae软件的现状与实施方法CAE软件的现状与实施方法CAE(计算机辅助工程)软件是一种基于计算机技术的工程分析工具,它可以帮助工程师在设计和制造过程中进行模拟和分析,以便更好地理解和优化产品性能。

CAE软件在工程领域中应用广泛,包括机械、航空、汽车、电子、建筑等多个行业。

本文将介绍CAE软件的现状和实施方法。

一、CAE软件的现状1.市场规模CAE软件市场规模不断扩大,预计到2025年将达到240亿美元。

其中,机械行业是最大的应用领域,占据了市场份额的40%以上。

此外,航空、汽车、电子、建筑等行业也在不断增长。

2.技术发展CAE软件的技术不断发展,主要表现在以下几个方面:(1)多物理场耦合分析:CAE软件可以模拟多种物理场的相互作用,如结构、流体、热、电磁等,以更准确地预测产品性能。

(2)高性能计算:CAE软件可以利用高性能计算技术,加速计算速度,提高分析效率。

(3)云计算:CAE软件可以通过云计算技术,实现分布式计算和协同工作,提高团队协作效率。

3.应用领域CAE软件的应用领域不断扩大,主要表现在以下几个方面:(1)仿真设计:CAE软件可以帮助工程师进行产品设计和优化,以减少试错成本和时间。

(2)产品测试:CAE软件可以模拟产品在不同环境下的工作情况,以便进行产品测试和验证。

(3)生产制造:CAE软件可以帮助工程师进行生产制造过程的模拟和优化,以提高生产效率和质量。

二、CAE软件的实施方法1.需求分析在实施CAE软件之前,需要进行需求分析,明确软件的应用场景和功能需求。

需求分析应该包括以下几个方面:(1)应用场景:明确软件的应用领域和具体应用场景。

(2)功能需求:明确软件需要具备的功能和性能要求。

(3)数据需求:明确软件需要处理的数据类型和数据量。

2.软件选择根据需求分析的结果,选择适合的CAE软件。

选择软件时应该考虑以下几个方面:(1)功能和性能:软件需要具备所需的功能和性能要求。

(2)易用性:软件应该易于学习和使用。

2024年CAE市场调研报告

2024年CAE市场调研报告

2024年CAE市场调研报告背景介绍计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering,简称CAE)是利用计算机技术辅助进行工程设计、分析与优化的方法。

随着计算机技术的不断发展和应用,CAE市场也呈现出蓬勃的发展态势。

本报告将通过对CAE市场的调研,全面分析市场现状、发展趋势以及影响因素,为相关企业提供参考依据。

市场规模CAE市场在过去十年中呈现出稳步增长的趋势。

根据调研数据显示,2019年全球CAE市场规模达到X亿美元,相比2018年的Y亿美元增长了Z%。

预计2025年,CAE市场规模将达到A亿美元,年均增长率为B%。

市场规模的增长主要受益于以下几个方面。

市场驱动因素1. 产品创新和技术进步随着计算机硬件和软件技术的不断进步,CAE软件在功能性和性能方面得到了极大的提升。

新一代的CAE软件具有更高效的计算能力、更准确的仿真结果和更友好的用户界面,大大提高了工程师的工作效率和产品的质量。

产品创新和技术进步是推动市场增长的关键驱动因素之一。

2. 自动化需求的增加随着工业自动化水平的不断提高,对CAE软件的需求也越来越大。

自动化对工程师的技术要求更高,需要对复杂系统进行全面的仿真和优化。

CAE软件通过虚拟建模、仿真分析和数据处理等功能,能够更好地满足自动化需求,提高生产效率和工作质量。

3. 环保和节能要求的提高环保和节能已经成为全球各个行业的重要发展趋势。

CAE软件可以帮助工程师在产品设计过程中模拟和优化能源消耗,提供更具环保性和节能性的解决方案。

在环保和节能要求日益提高的背景下,CAE市场将得到更广泛的应用。

市场竞争态势CAE市场竞争激烈,主要的竞争对手包括ANSYS、Dassault Systemes、Siemens PLM Software等国际知名公司。

这些公司凭借强大的研发实力、丰富的客户资源和领先的解决方案,在市场中占据重要地位。

此外,还有许多中小型企业通过专业化定位和差异化竞争在市场中获得一定份额。

CAE技术的发展、应用及我国推广现状

CAE技术的发展、应用及我国推广现状

CAE技术的发展、应用及我国推广现状[引言]:模具是生产各种工业产品的重要工艺装备,随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用,产品对模具的要求越来越高,传统的模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。

计算机辅助工程(CAE)技术已成为塑料产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。

同传统的模具设计相比,CAE技术无论在提高生产率、保证产品质量,还是在降低成本、减轻劳动强度等方面,都具有很大优越性。

近几年,CAE技术在汽车、家电、电子通讯、化工和日用品等领域逐步地得到了广泛应用。

一、CAE技术--模具设计的发展趋势目前,世界塑料成型CAE软件市场由美国上市公司Moldflow公司主导,该公司是专业从事注塑成型CAE软件和咨询公司,自1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来,一直在此领域居领先地位。

利用CAE技术可以在模具加工前,在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析,准确预测熔体的填充、保压、冷却情况,以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题,及时修改制件和模具设计,而不是等到试模以后再返修模具。

这不仅是对传统模具设计方法的一次突破,而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等,都有着重大的技术经济意义。

在今天,塑料模具的设计不但要采用CAD技术,而且还要采用CAE技术。

这是发展的必然趋势。

注塑成型分两个阶段,即开发/设计阶段(包括产品设计、模具设计和模具制造)和生产阶段(包括购买材料、试模和成型)。

传统的注塑方法是在正式生产前,由于设计人员凭经验与直觉设计模具,模具装配完毕后,通常需要几次试模,发现问题后,不仅需要重新设置工艺参数,甚至还需要修改塑料制品和模具设计,这势必增加生产成本,延长产品开发周期。

采用CAE技术,可以完全代替试模,CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案,在模具制造之前,预测塑料熔体在型腔中的整个成型过程,帮助研判潜在的问题,有效地防止问题发生,大大缩短了开发周期,降低生产成本。

2023年CAE行业市场规模分析

2023年CAE行业市场规模分析

2023年CAE行业市场规模分析CAE(计算机辅助工程)是指在工程和制造领域中,用计算机模拟分析方法对产品从设计、试制、到制造过程中进行全面、较真、准确的仿真分析,以保证产品设计的适应性、可靠性和经济性。

CAE行业市场规模分析如下:一、全球市场规模CAE市场的规模可以细分为两个方面,一个是CAE技术市场,另一个是CAE软件市场。

根据研究,全球CAE市场规模在2016年达到了34.5亿美元,预计到2023年将增长至59.6亿美元,年均复合增长率为7.8%。

二、中国市场规模CAE在中国的应用起步较晚,但随着科技发展,CAE日益成为中国工业制造的重要工具。

据调研数据统计,中国CAE软件市场规模从2016年的15.4亿元人民币增长至2019年的20.2亿元人民币,年均增长率为6.03%,预计到2024年,将达到28.6亿元人民币。

而中国CAE技术市场的规模也将在未来几年持续增长。

三、市场发展趋势1. CAE领域新技术应用随着科技不断的发展,CAD、CAM和CNC等多种技术的应用将使CAE技术的应用进一步深化,CAE技术的应用将呈现出智能化和数字化的趋势,可以快速地提供大批次设计方案。

2. 云CAE的应用云CAE技术是指将CAE软件安装在云端服务器上,用户可以通过网络私有云访问CAE软件,不需要在本地电脑上安装软件,只需支付使用的费用。

这种模式可以让用户在不投入大量硬件成本的前提下,提高计算活动的效率。

3. 人工智能的应用CAE领域正在普遍应用人工智能技术,人工智能技术在CAE领域的应用主要包括参数化设计、机器学习、自适应网格技术等方面。

人工智能技术的出现可以使CAE行业做到更多自主创新,提高工作效率,从而促进行业的发展。

四、市场前景CAE技术将在产品设计、制造、质量管理、维护等领域发挥更大的作用,成为工程师和产品设计师不可或缺的工具。

随着中国创新能力逐年提升和产业转型升级的步伐加快,CAE技术的应用将不断拓宽市场空间,未来CAE市场的规模将继续扩大。

计算机辅助工程(cae)在我国应用的现状和未来发展的趋势

计算机辅助工程(cae)在我国应用的现状和未来发展的趋势

计算机辅助工程(cae)在我国应用的现状和未来发展的趋势计算机辅助工程(CAE)在我国应用的现状和未来发展的趋势导语:计算机辅助工程(CAE)是利用计算机软件和硬件设备来辅助工程设计、测试和分析的一种技术手段。

随着科技的不断发展,CAE在我国的应用越来越广泛,涉及领域也越来越多。

本文将对CAE在我国的现状和未来发展趋势进行全面评估和探讨,以期能更深入地理解这一重要的工程技术手段。

一、CAE在我国的现状1.1 CAE技术在工程设计中的应用在我国,CAE技术在工程设计中的应用已经非常普遍。

无论是机械制造、航空航天、汽车工业,还是建筑设计、电子电气等领域,都离不开CAE技术的支持。

通过CAE技术,工程师们可以进行虚拟设计、分析和优化,大大提高了工作效率和设计质量。

1.2 CAE技术在工程仿真和测试中的应用另外,在工程仿真和测试领域,CAE技术也扮演着重要角色。

通过建立模型、进行仿真分析,工程师们可以事先发现设计中的缺陷和问题,并加以改进,避免了大量的实际试验和测试成本。

1.3 CAE技术在高新技术领域的应用随着我国高新技术产业的快速发展,CAE技术在航空航天、新能源、新材料等领域的应用也越来越广泛。

飞机设计、石油勘探、材料研发等领域都需要大量的CAE技术支持。

二、CAE在我国的未来发展趋势2.1 人工智能与CAE技术的结合随着人工智能技术的发展,相信未来CAE技术会与人工智能技术相结合,实现更智能化的工程设计和仿真。

通过机器学习和深度学习等技术,CAE可以更准确地模拟真实环境,增强工程设计的智能化和自适应性。

2.2 多物理场耦合仿真技术的发展在未来,多物理场耦合仿真技术将是CAE发展的一个重要方向。

工程设计中经常涉及到多种物理场的耦合,如结构力学、流体动力学、热传导等。

未来CAE技术会更多地关注多物理场的耦合仿真,以实现更真实的工程仿真分析。

2.3 CAE技术在智能制造中的应用随着工业4.0的发展,智能制造将成为未来的发展趋势。

综述CAE技术的发展和应用

综述CAE技术的发展和应用

迅 猛 发 展 , 及 在 内 燃 机 行 业 的 广 泛 应 用 和 对 产 品 创 新 的促 进 。 以 关 键 词 : 算 机 辅 助 工 程 有 限 元 分 析 概 念 设 计 阶段 详 细 设 计 阶 段 计
引 言
发 展 可 以 追 溯 到 Aead rHr nkf ( 9 1 和 Rc a l ne x e i n o 14 ) i r hd
C E( 算 机 辅 助 工 程 ) 特 点 是 以工 程 和科 学 问题 A 计 的 为 背景 ,建 立计 算模 型并 进行 计 算机 仿 真 分 析 。一 方面 , C E技 术 的应 用 , 许 多过 去 受条 件 限 制无 法 分析 的 复杂 A 使 问题 , 过计算 机 数 值模 拟得 到 满意 的 解答 ; 一 方 面 , 通 另 计 算 机 辅助 分析 使 大量 繁 杂 的工 程 分析 问 题 简单 化 , 复杂 使 的过 程 层 次化 , 节省 了大 量 的 时 间 , 免 了 低 水平 重 复 的 避 工作 , 使工 程分 析更 快 、 准确 。 产 品 的设计 、 析 、 产 更 在 分 新
起 来 。近 1 O年 来 ,有 限 元 法 的 应 用 范 围 有 了 大 幅 度 的 提
品 的开 发 等方 面 发挥 了重 要 作 用 ,同时 C E这 一 新兴 的 A
数 值模 拟 分析 技术 在 国外 得 到 了迅 猛 发展 , 术 的 发展 又 技
推 动 了许 多相 关 的基础 学科 和应用 科 学 的进 步 。
设 计 与 研 究
2 5
综 述 C E技 术 的 发 展 和 应 用 A
孙 东 印 司建 明 李 郁
( .山东 省 内燃 机 研 究所 , 南 2 0 1 2 中 国石 化 集 团齐 鲁 石 化公 司 ,淄 博 2 5 0 1 济 5 0 4; . 5 4 0)

汽车开发中CAE技术应用的现状和发展

汽车开发中CAE技术应用的现状和发展

汽车开发中CAE技术应用的现状和发展CAE技术为汽车行业的高速发展提供具有中心价值地位的技术保障,可以为企业带来巨大的技术经济效益。

在汽车发展历史上,至今还没有什么技术能与CAE技术相比,为汽车企业带来巨大的回报。

汽车行业是一个高速发展的行业,其竞争日趋激烈。

随着新产品推出的速度越来越快,CAE在汽车行业的应用越来越多,水平也在逐步提高。

统计结果表明,应用 CAE 技术后,新车开发期的费用占开发成本的比例从80%~90%下降到 8%~12%。

例如:美国福特汽车公司2000年应用CAE后,其新车型开发周期从3 6个月降低到12~18个月;开发后期设计修改率减少50%;原型车制造和试验成本减少50 %;投资收益提高50%。

汽车CAE分析概要图CAE应用分类笼统地讲,汽车的每一个部件都可以做CAE分析,但主要包括以下3大关键部分:1、整车该部分的CAE通常要做运动学、动力学仿真,以模拟如车辆行驶的平顺性、舒适性和可通过性。

这需要建立整车的虚拟样机,以确定整车参数。

通常要确定的主要整车参数有:行驶性、操纵稳定性、振动、噪声和舒适性;轮胎、悬架的配备;车身的动静刚度、强度、寿命评价和车身固有频率;驾驶室通风、隔热、噪声;车身外流场特性、发动机舱的气流和热交换;主动安全性与被动安全性水平等。

2、大总成或者大的子系统汽车通常划分为4大系统:车身、底盘、发动机、电子电器系统。

整车分析确定的参数,分解到各个总成后,需要对各总成进行CAE分析,以确定这些参数可以在各总成实现。

3、零部件和小总成这部分主要是对零部件(子总成)做CAE分析,如车门、车门密封条、发动机缸体、悬架、面板、曲轴活塞、进排气系统、轮胎、轮毂等,以确定它们的力学特性是否符合总体设计要求,或者优化以进一步改进初始设计。

通过对这些关键部分的CAE仿真分析,可以在概念设计阶段就把握好产品各个方面的性能,排除问题。

这对于汽车行业来说极为重要,因为问题发现越早,解决问题的代价就越低。

CAE的发展趋势及现状

CAE的发展趋势及现状

CAE软件的现状及发展趋势摘要:随着CAE应用领域的扩大和专业深度的纵深发展,为了更好地让CAE 技术真正发挥作用,让CAE技术进入设计流程之中,就需要协同CAE集成环境。

CAE系统的开放性和集成性是用户的主要关注点。

本文对CAD/CAE 一体化技术、CAE数据信息分析及技术的应用前景都作了阐述,为其进一步开发提供参考。

CAE是一种在二维或是三维几何形体CAD的基础上,运用有限元(FE) '边界元(BE)、混合元(ME)、刚性元(RE)、优先差分和最优化等数值计算方法并结合计算机图形技术、建模技术、数据管理及处理技术的基于对象的设计与分析的综合技术和过程。

关键字:CAE技术数据信息分析及技术概述计算机辅助工程(CAE),从字面上讲它包括工程和制造业信息化的所有方面,但是传统的CAE主要指用计算机对工程和产品的功能、性能与安全可靠性进行计算、优化设计,对未来的工作状态和运行行为进行模拟仿真,及早发现设计缺陨,改进和优化设计方案,证实未来工程/产品的可用性与可靠性。

工程师进行创新设计的重要手段和工具,工程和制造企业的生命力在于工程/产品的创新,而对于工程师来说,实现创新的关键,除了设计思想和概念之外,最主要的技术手段,就是采用先进可靠的CAE软件.科学家进行创新研究的重要手段,科学计算是现代科学家进行科学和技术研究的三大手段之一。

它可以帮助科学家揭示用物质实验手段尚不能表现的科学奥秘和科学规律。

它也是工程科学家的研究成果一理论、方法和科学数据一的归属之一,做成软件和数据库,成为推动工程和社会进步的最新生产力。

CAE软件是迅速发展中的计算力学、计算数学、相关的工程科学、工程管理学与现代计算机科学和技术相结合,而形成的一种综合性、知识密集型信息产品。

CAE软件分类针对特定类型的工程/产品所开发的用于产品性能分析、预测和优化计算的软件,称为专用CAE软件。

可以对多种类型的工程/产品的工程行为进行计算分析,模拟仿真,性能预测、评价与优化的软件,称为通用CAE软件。

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论CAE技术的发展、应用及我国推广现状作者:汪豪蒂机械工程及自动化1108班201103130297[引言]:模具是生产各种工业产品的重要工艺装备,随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用,产品对模具的要求越来越高,传统的模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。

计算机辅助工程(CAE)技术已成为塑料产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。

同传统的模具设计相比,CAE技术无论在提高生产率、保证产品质量,还是在降低成本、减轻劳动强度等方面,都具有很大优越性。

近几年,CAE技术在汽车、家电、电子通讯、化工和日用品等领域逐步地得到了广泛应用。

一、CAE技术--模具设计的发展趋势目前,世界塑料成型CAE软件市场由美国上市公司Moldflow公司主导,该公司是专业从事注塑成型CAE软件和咨询公司,自1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来,一直在此领域居领先地位。

利用CAE技术可以在模具加工前,在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析,准确预测熔体的填充、保压、冷却情况,以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题,及时修改制件和模具设计,而不是等到试模以后再返修模具。

这不仅是对传统模具设计方法的一次突破,而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等,都有着重大的技术经济意义。

在今天,塑料模具的设计不但要采用CAD技术,而且还要采用CAE技术。

这是发展的必然趋势。

注塑成型分两个阶段,即开发/设计阶段(包括产品设计、模具设计和模具制造)和生产阶段(包括购买材料、试模和成型)。

传统的注塑方法是在正式生产前,由于设计人员凭经验与直觉设计模具,模具装配完毕后,通常需要几次试模,发现问题后,不仅需要重新设置工艺参数,甚至还需要修改塑料制品和模具设计,这势必增加生产成本,延长产品开发周期。

采用CAE技术,可以完全代替试模,CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案,在模具制造之前,预测塑料熔体在型腔中的整个成型过程,帮助研判潜在的问题,有效地防止问题发生,大大缩短了开发周期,降低生产成本。

二、CAE技术在注塑成型领域的重要应用近年来,CAE技术在注塑成型领域中的重要性日益增大,采用CAE技术可以全面解决注塑成型过程中出现的问题。

CAE分析技术能成功地应用于三组不同的生产过程,即制品设计、模具设计和注塑成型。

三方面的应用分述如下:1、制品设计制品设计者能用流动分析解决下列问题:(1) 制品能否全部注满这一古老的问题仍为许多制品设计人员所注目,尤其是大型制件,如盖子、容器和家具等。

(2) 制件实际最小壁厚如能使用薄壁制件,就能大大降低制件的材料成本。

减小壁厚还可大大降低制件的循环时间,从而提高生产效率,降低塑件成本。

(3)浇口位置是否合适采用CAE分析可使产品设计者在设计时具有充分的选择浇口位置的余地,确保设计的审美特性。

2、模具设计和制造CAE分析可在以下诸方面辅助设计者和制造者,以得到良好的模具设计:(1) 良好的充填形式对于任何的注塑成型来说,最重要的是控制充填的方式,以使塑件的成型可靠、经济。

单向充填是一种好的注塑方式,它可以提高塑件内部分子单向和稳定的取向性。

这种填充形式有助于避免因不同的分子取向所导致的翘曲变形。

(2)最佳浇口位置与浇口数量为了对充填方式进行控制,模具设计者必须选择能够实现这种控制的浇口位置和数量,CAE分析可使设计者有多种浇口位置的选择方案并对其影响作出评价。

(3)流道系统的优化设计实际的模具设计往往要反复权衡各种因素,尽量使设计方案尽善尽美。

通过流动分析,可以帮助设计者设计出压力平衡、温度平衡或者压力、温度均平衡的流道系统,还可对流道内剪切速率和摩擦热进行评估,如此,便可避免材料的降解和型腔内过高的熔体温度。

(4)冷却系统的优化设计通过分析冷却系统对流动过程的影响,优化冷却管路的布局和工作条件,从而产生均匀的冷却,并由此缩短成型周期,减少产品成型后的内应力。

(5)减小反修成本提高模具一次试模成功的可能性是CAE分析的一大优点。

反复地试模、修模要耗损大量的时间和金钱。

此外,未经反复修模的模具,其寿命也较长。

3、注塑成型注塑者可望在制件成本、质量和可加工性方面得到CAE技术的帮助:(1) 更加宽广更加稳定的加工裕度流动分析对熔体温度、模具温度和注射速度等主要注塑加工参数提出一个目标趋势,通过流动分析,注塑者便可估定各个加工参数的正确值,并确定其变动范围。

会同模具设计者一起,他们可以结合使用最经济的加工设备,设定最佳的模具方案。

(2) 减小塑件应力和翘曲选择最好的加工参数使塑件残余应力最小。

残余应力通常使塑件在成型后出现翘曲变形,甚至发生失效。

(3) 省料和减少过量充模流道和型腔的设计采用平衡流动,有助于减少材料的使用和消除因局部过量注射所造成的翘曲变形。

(4)最小的流道尺寸和回用料成本流动分析有助于选定最佳的流道尺寸。

以减少浇道部分塑料的冷却时间,从而缩短整个注射成型的时间,以及减少变成回收料或者废料的浇道部分塑料的体积。

三、CAE技术在我国的应用现状尽管CAE技术有如此多的优点,是技术发展的必然趋势,但是目前在我国CAE软件,尤其是国产的CAE软件却和者盖寡。

原因何在呢?我国著名塑料成型CAE软件专家、华中科技大学材料学院院长、模具技术国家重点实验室教授李德群指出:塑料企业对CAE软件普遍不重视,很少有企业主动采用。

可以说,国产CAE软件的市场阻力非常大,坚持自己的品牌做下来很不容易。

1、企业观念落后CAE软件?我们从来不用!我们只用制造模具使用的绘图和数控加工软件做模具就够了。

类似的回答在中小模具厂中十之八九。

其实,对塑料模具厂家来说,仅仅使用制造模具用的绘图和数控加工软件是远远不够的。

因为通过塑料成型CAE软件分析,可以在模具设计已完成、还没开始制造时,就提前对设计好的模具进行模拟分析,及时纠正模具的设计缺陷。

因此使用CAE软件对模具厂家来说是减少坏模、降低生产成本的重要手段,这种预先模拟检测的方法在国外十分普及。

中国模具工业协会副秘书长周永泰认为,现在国内确实存在CAE软件应用不广的现象。

这是由于国内塑料模具企业普遍存在凭经验生产的现象,往往是通过反复试模来修改模具。

其实这种传统的生产方式不仅成本高,而且不精确。

2、市场推广乏力有关专家认为,国内企业不爱用CAE软件,这与CAE软件宣传力度小、企业认识不到使用CAE软件的经济利益有关。

因此,国产CAE软件应当向国外企业学习,加大宣传力度,并适当做些培训,使模具企业充分感受到CAE软件的好处,这样有利于提高市场份额。

但国产CAE软件企业自有难处,国产CAE软件几乎全部为政府立项,依托在各个大学和研究院所中,靠国家拨款进行研发。

华塑CAE软件就是一个典型。

华塑CAE软件原先只有一个4人研发小组,软件研发成功后,算是立项成功,国家拨款自然减少。

而软件又不同其他产品,要较快地更新升级,因此后期研发经费也很巨大。

有限的人力和资金既要用于研发,又要市场推广,困难可想而知。

据了解,美国Modelflow软件在国内市场营销上有庞大的市场开发资金。

他们还建立了Moldflow应用技术培训体制,将其作为一项技术认证,通过工程人员的认证加强了市场推广力度。

业内人士希望,国内也能够引进这种做法。

3、盗版软件猖獗国内软件市场普遍存在一种现象:正版的推不动,盗版的很畅销。

CAE软件也面临着同样的问题。

四.CAE技术的发展史计算机辅助工程(CAE)作为一门新兴的学科已经逐渐的走下神坛,成为了各大企业中设计新产品过程中不可缺少的一环。

传统的CAE技术是指工程设计中的分析计算与分析仿真,具体包括工程数值分析、结构与过程优化设计、强度与寿命评估、运动/动力学仿真,验证未来工程/产品的可用性与可靠性。

如今,随着企业信息化技术的不断发展,CAE软件与CAD/CAM/CAPP/PDM/ERP一起,已经成为支持工程行业和制造企业信息化的主导技术,在提高工程/产品的设计质量,降低研究开发成本,缩短开发周期方面都发挥了重要作用,成为实现工程/产品创新的支撑技术。

虽然CAE技术经过近50年的洗礼已经逐渐成熟,但对于一门新技术发展成熟则需要面对无数的挑战,而对于CAE技术的用户企业与CAE软件提供商发展至今而言,仍然面临着如软件使用复杂、工程师理论知识欠缺、缺少实践经验、CAD与CAE的集成、仿真数据管理分散、计算机硬件与软件结合以及计算速度等诸多实际问题和挑战。

五.CAE技术的内容CAE技术主要包括以下三个方面的内容:(1)有限元法的主要对象是零件级,包括结构刚度、强度分析、非线性和热场计算等内容;(2)仿真技术的主要对象是分系统或系统,包括虚拟样机、流场计算和电磁场计算等内容;(3)优化设计的主要对象是结构设计参数。

六.CAE技术面临的问题1)CAE软件的易用性。

虚拟仿真涉及到大量的数学和力学问题。

因此,传统的CAE 软件被称为“只有博士才能用好的软件”,作为“阳春白雪”的技术,长期得不到普及应用。

如何能够让拥有丰富设计经验和制造业专业背景的工程师能够将CAE软件应用到产品研发设计过程当中,实现普及应用,是一个十分重要的问题。

2)CAE知识的积累与传承。

同样的产品模型,应用同样的CAE软件,但不同的分析工程师,由于知识和经验的差异,分析出来的结果差异会很大。

因此,企业如何建立自己的虚拟仿真规范和知识库,实现对虚拟仿真知识的捕捉和重用,如何将经验丰富的分析专家的仿真知识和仿真流程传承给新入门的分析工程师,是企业真正应用好CAE技术的关键。

3)仿真流程的规范化与自动化。

对产品进行虚拟仿真涉及到十分复杂的流程,而应用单元的CAE产品,需要手工管理仿真流程,导致虚拟仿真的效率不高。

如何实现虚拟仿真流程的自动化,创建完整的仿真流程模板,并且能够根据各个学科仿真的需求动态调整网格模型,对于提升虚拟仿真的效率和质量非常关键。

4)对虚拟仿真的结果的评价。

如何将虚拟仿真与实际的物理试验结合起来,提高虚拟仿真结果的置信度,从而真正减少物理样机和物理试验的数量,在提高产品性能的同时,降低产品研发成本,提高产品研发的成功率和研发效率。

5)多学科仿真与优化。

各个领域的虚拟仿真结果得出了局部的性能仿真和改进建议,但是,单元的CAE产品无法实现产品整体性能提升,只能解决局部优化问题,无法解决全局优化问题。

6)仿真数据的管理。

在虚拟仿真的过程中,生成了海量的、不同类型的仿真文档和数据,对应不同的分析结果。

如何有效管理仿真文档,如何建立分析文档与产品模型的对应关系,是CAE技术深化应用必须解决的问题。

7)多场耦合分析。

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