CAE在汽车应用中存在的问题、对策及发展趋势

合集下载

CAE论文

CAE技术在车辆产业中的应用焦泽宇北京科技大学信计1201摘要：经济发展迅速的现代社会，车辆的应用将越来越广泛，伴随而来的是汽车产业的急速发展，而作为在产品设计中得以极大运用的CAE技术必将极大的应用于车辆产业。

介绍CAE技术在车辆生产的前期研发中的应用和研发流程、产品的设计与优化、车辆运行的一些参数的分析。

关键词：CAE技术、车辆产业、车辆设计、产品测试、展望。

1. CAE技术的概述CAE（计算机辅助工程)技术是计算机技术和工程分析技术相结合形成的新兴技术，它的理论基础是有限元法和数值分析方法。

有限元法的基木思想是将连续的求解区域离散为一组有限个且按一定方式相互连结在一起的单元的组合体。

由于单元本身又可以有不同形状，因此可以模拟几何形状复杂的求解域。

数值分析方法是研究适合于在计算机上使用的实际可行、理论可靠、计算复杂性好的数值计算方法，近40年来，数值分析迅速发展并成为数学科学中的一个独立学科。

CAE的核心技术为有限元技术与虚拟样机的运动/动力学仿真技术。

主要是用计算机对工程或产品进行性能与安全可靠性分析，对其米来的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计缺陷，并证实工程或产品米来性能的可用性与可靠性。

将CAE定义扩展为支持从研究开发到产品检测整个生产过程的计算机系统，包括分析、计算和仿真在内的一切研发活动。

CAE软件集成了有限元法、数值分析、优化设计、图像处理、工程管理学、人机智能工程等多种技术领域，是一种综合性、知识密集型信息产品， CAE软件在功能、性能、前后处理能力、单元库、解法库、材料库等方面进一步完善，版本不断更新，用户界面和数据管理技术等方面已臻于成熟，解决了很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。

2. CAE技术在汽车优化设计过程中的作用CAE技术在汽车产品优化设计过程中的作用集中体现在三方面:(1)CAE技术极大地缩短了产品的研制周期，在建模和分析过程中采用实体造型和参数化，模型和参数的修改都很方便，最终确定合理的结构参数所需时间得到大幅度的缩短。

汽车制造中的CAE系统应用

汽车制造中的CAE系统应用在汽车制造业中，计算机辅助工程（CAE）系统已成为产品设计和制造过程中不可或缺的一部分。

CAE系统通过模拟和分析产品的性能，为汽车制造商提供了在产品上市前发现和解决潜在问题的能力。

本文将深入探讨CAE系统在汽车制造中的应用，并强调其在提高产品质量、降低成本和缩短上市时间方面的重要性。

汽车制造中的CAE系统CAE系统是一种利用计算机模拟和分析产品性能的工程技术。

在汽车制造中，CAE系统主要用于以下方面：结构强度分析结构强度分析是汽车制造中最重要的CAE应用之一。

通过对汽车结构进行有限元分析，可以评估其在各种载荷条件下的强度和耐久性。

这有助于确保汽车在正常使用过程中能够承受预期的载荷，同时避免因结构疲劳导致的故障。

模态分析模态分析是研究结构固有振动特性的一种方法。

在汽车制造中，模态分析有助于评估汽车结构对共振条件的敏感性。

通过识别和减少固有频率的差异，可以降低汽车在行驶过程中的噪音和振动，提高乘坐舒适性。

流体动力学分析流体动力学（CFD）分析用于研究汽车在行驶过程中与空气的相互作用。

通过CFD分析，可以优化汽车的外观设计，减少空气阻力，提高燃油效率。

此外，CFD分析还用于评估汽车尾气排放对环境的影响。

热力学分析热力学分析是评估汽车组件在运行过程中的温度分布和热传递特性的方法。

在汽车制造中，热力学分析有助于优化发动机和其他热力学系统的性能，提高能源利用效率。

多体动力学分析多体动力学（MBD）分析用于研究汽车组件在相互作用下的动态行为。

通过MBD分析，可以评估悬挂系统、传动系统和车辆动力学的性能，从而提高汽车的操控性和稳定性。

CAE系统在汽车制造中的应用具有重要意义。

通过使用CAE系统，汽车制造商可以在产品上市前发现和解决潜在问题，提高产品质量、降低成本并缩短上市时间。

随着计算机技术的不断发展，CAE系统在汽车制造中的应用将继续扩大，为汽车制造商提供更多的设计优化和制造效率。

疲劳分析疲劳分析是评估汽车结构在循环载荷作用下的耐久性。

CAE技术在汽车设计中的应用

CAE技术在汽车设计中的应用摘要：随我国社会经济的不断发展，人们的生活水平也在逐步提高，尤其是针对汽车的舒适性以及安全性都提出了较高的要求。

现阶段，在汽车设计的过程中，最常用的就是CAE技术，特别是在汽车零部件以及整车的设计中，有着不可取代的作用。

通过采用CAE技术对产品的可靠性以及性能展开分析，进而找出产品设计中存在的问题并获得有效的解决，从而提高汽车设计的质量。

关键词：CAE技术；汽车设计；应用引言：当前，在汽车设计与研发的过程中CAE技术可谓是核心技术。

它在汽车设计与研发的过程中，其主要作用就是对汽车的可靠性与性能展开数据分析，进而找出汽车设计中可能存在的问题。

就此，针对CAE技术在汽车设计过程中的运用展开研究对汽车的设计与发展有着重要的意义。

1CAE技术在汽车设计中的重要性1.1降低研发成本因汽车本身具有一定的复杂性，在开展实际汽车设计的过程中，有关设计人员不但要对汽车的结构特点以及未来使用的环境等可能存在的问题进行思考，就此在整个汽车设计制造过程都会长时间地在方案设计、样车设计、样车制造以及问题改进等几个步骤中实行重复循环操作。

然而，在汽车设计中运用CAE技术后，样车制造与测试过程都能够通过该技术中的仿真技术进行，进而还可以在最大程度上缩减研发流程，降低研发的时间，最终达到节省研发成本的目的[1]。

1.2降低设计风险相较于传统汽车设计方案而言，CAE技术能够在开展测试之前事先对整个设计方案的结构合理性以及性能效果展开评估预测。

同时对设计中的一些不合理位置实行进一步地完善与优化，这样不但能够有效提高设计方案中的稳定性，同时还可以使得整车的可操作性获得有效地提高。

所以，CAE技术对当下的汽车研究具有重要作用。

2CAE在整车开发各阶段的任务2.1可行性研究和概念汽车产品开发的设计阶段，尤其是对于轿车产品的开发，只要不是超前的“概念车”，通常都会有一个“原型车”来作为基础车型。

而开发又不可能与“原型车”一致，很多参数很可能会被改变。

CAE技术及其在汽车行业中的应用(最新整理)

CAE技术及其在汽车行业中的应用宋新旺(金陵科技学院机电工程学院，江苏南京211169)摘要：汽车CAE技术对降低产品开发成本、缩短产品研发周期具有重要的意义，改变了汽车研发的传统模式，国外汽车CAE技术的应用已经十分成熟，几乎渗透到了汽车开发的各个环节。

随着国内汽车自主研发能了的快速发展，汽车CAE技术作为整车开发中的核心技术之一，已经引起了主机厂足够的重视，掌握和利用好汽车CAE技术是缩短和赶超国外先进水平的关键。

关键词：CAE技术应用领域汽车行业是一个告诉发展的行业，其竞争也日趋激烈，新产品推出的速度也越来越快，这也对CAE应用提出了越来越多的要求。

CAE技术为汽车行业的高速发展提供了有力的技术保障，为企业带来了巨大的经济效益。

一、CAE技术简介1、CAE技术及CAE软件计算机辅助设计、计算机辅助制造技术已经在一些大中型企业里得到应用，并取得比较好的成绩。

计算机辅助制造技术包括：1、CAD——计算机辅助没计2、CAM——计算机辅助制造3、CAE——计算机工程分析。

以上三种计算机辅助制造技术并不完全是独立的制造辅助技术，他们通过各种软件进行交叉分析，力图实现设计与分析的一体化，以简化设计过程，从而提升产品的品质，改善产品的性能。

例如，CAD软件重在制作二维和三维的图形，以表现事物的主要特征。

对于物体的内部特征，CAD软件往往用剖视图对模型进行剖视。

但是这种表示方法并不能直观的体现复杂机构的内部构成，不利于机械的设计与进一步的改进。

这时就要建立物体的三维模型，对物体图形直接进行CAE分析。

此时，CAD/CAE技术就很好的解决了工程设计与计算相脱节的问题，对实现并进行工程设计提供了技术基础。

在互相结合交叉发展的同时，CAD,CAM,CAE又分别在自己的领域进行突破性的发展。

在这三者之中，C A E软件的主要功能是借助计算机，实现在产品生产以前对设计方案进行精确试验、分析和论证——即利用CAE技术进行真实模拟。

汽车行业cae分析报告

汽车行业cae分析报告概述汽车工程领域的计算机辅助工程（Computer Aided Engineering，简称CAE）是以计算机模拟、仿真和分析为基础的工程技术方法。

它在汽车设计、制造和测试等各个环节中扮演着关键角色。

本文旨在对汽车行业的CAE应用进行分析，探讨其在汽车研发中的重要性和实际运用情况。

CAE在汽车设计阶段的应用在汽车设计阶段，CAE技术主要用于进行虚拟样车设计与仿真分析。

通过将汽车设计数据导入计算机软件中，工程师可以对车辆的性能进行全面的计算和仿真。

例如，通过CAE技术可以对车辆的结构强度、刚性、耐久性、安全性等进行全面评估，减少实验设计的成本和周期。

在CAE分析中，有几个关键的方面需要特别关注。

首先，是汽车的碰撞安全性能。

通过CAE技术可以模拟车辆在各种撞击情况下的力学响应，评估车辆的安全性能。

其次，是汽车的气动性能。

使用CAE技术可以预测汽车在高速行驶时的风阻和空气动力学性能，进而对车辆的外形进行优化设计。

最后，是汽车的NVH（噪声、振动和刚度）性能。

通过CAE技术可以对车辆在不同运行条件下的噪音、振动和刚度进行模拟分析，提前发现并解决问题。

CAE在汽车制造阶段的应用在汽车制造阶段，CAE技术主要用于生产流程设计、工艺规划和质量控制等方面。

通过CAE技术可以模拟汽车生产过程中的各种工艺环节，优化车辆的装配工艺，提高生产效率和质量稳定性。

例如，通过CAE技术可以模拟车身焊接的过程，并进行相关的强度和刚度分析。

此外，还可以运用CAE技术对汽车制造过程中的变形和尺寸偏差进行分析，确保生产出符合设计要求的产品。

此外，CAE技术还可以与其他工程软件进行集成，实现全面协同和数据共享。

比如，在汽车制造过程中，CAE技术可以与计算机辅助设计（CAD）系统和计算机辅助制造（CAM）系统相结合，实现数字化的产品设计和制造，提高整个制造过程的效率和质量。

CAE在汽车测试阶段的应用在汽车测试阶段，CAE技术的主要应用是辅助进行实际测试的规划和分析。

汽车产品设计制造中CAE技术的运用

汽车产品设计制造中CAE技术的运用随着汽车工业的不断发展，汽车产品的设计和制造也在不断追求更先进的技术和工艺。

在汽车产品设计制造过程中，CAE（Computer Aided Engineering）技术的运用日益广泛，成为汽车设计制造过程中不可或缺的重要技术工具。

本文将从CAE技术的定义、优势、应用和发展趋势等方面进行探讨，以期更加深入了解CAE技术在汽车产品设计制造中的作用和意义。

一、CAE技术的定义CAE（Computer Aided Engineering）是指使用计算机进行工程设计、分析和制造的技术手段。

它是一种工程设计和分析的方法，利用计算机进行模拟和仿真，以辅助工程师进行设计和分析，从而提高产品的质量和性能，减少成本和时间。

CAE技术以其快速、精确、可靠的特点，为工程师提供了强大的工具和支持，成为汽车产品设计制造中不可或缺的技术手段。

1. 减少试验验证次数：CAE技术可以通过仿真和模拟的手段，快速准确地分析产品的性能和行为，减少了试验验证的次数，节省了时间和成本。

2. 优化设计方案：通过CAE技术，工程师可以多方面、多角度地对产品进行分析和评估，优化设计方案，提高产品的质量和性能。

3. 提高产品的可靠性：CAE技术可以对产品进行可靠性分析，预测产品的寿命和损耗，帮助工程师提前发现问题，减少故障率。

4. 辅助制造工艺：CAE技术可以进行成型、焊接、装配等工艺仿真，帮助制造工程师优化工艺流程，提高生产效率和质量。

5. 提高市场竞争力：通过CAE技术的运用，可以加快产品的研发周期，提高产品的质量和性能，从而提升企业在市场竞争中的地位和声誉。

1. 结构分析：CAE技术可以对汽车的车身、底盘、发动机等部件进行结构分析，评估其强度、刚度、稳定性等性能，为产品设计和制造提供重要的参考依据。

2. 疲劳分析：汽车在长期使用过程中会受到不同方向的载荷作用，CAE技术可以对汽车的零部件进行疲劳分析，预测零部件的寿命和损耗，提高产品的可靠性和安全性。

CAE在汽车工业中的应用

CAE在汽车工业中的应用一.CAE在汽车工业中的重要性汽车行业是一个高速发展的行业，其竞争也日趋激烈，在这种情况下，新产品推出的速度也越来越快，这也对行业的CAE应用提出了越来越高的要求。

CAE技术为汽车行业的高速发展提供了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。

如果说CAD是在帮助工程师创造更丰富、更优美、更实用的几何实体设计，那么CAE 则在产品设计的质量、寿命、性能和成本等方面发挥着更加重要的作用。

1．CAE技术的应用，可以在样品、样车之前，模拟零部件甚至整车的性能和工作状况，避免传统上的设计——试制——测试——改进设计——再试制的重复过程，减少了人力、物力和财力上的消耗而减低开发费用，使汽车产品的大多数问题都可以在设计阶段通过仿真得到解决，从而提高了设计质量和效率，大幅度降低了开发时间和费用；2．CAE技术的应用，改变了传统设计中的依靠经验进行定性分析、缺少定量数据的设计方法，使产品减重、性能优化成为可能；同时，采用CAE计算能在短时间内尝试和比较更多的设计方案，因而有可能获得较佳甚至最优的设计而提高开发质量；还能找到问题的真正原因，为设计工程师提供修改方向，减少修改时的盲目性，缩短开发周期；3．CAE技术的应用，也使得以往设计中的一些经验性的知识可以以量化的形式出现，同时，灵活、方便、快捷的特点使CAE技术能为设计工程师提供大量的仿真试验数据和技术参数（而其中一些数据根本无法或很难通过试验获得），增加企业的经验积累，提升企业的设计能力；4．CAE技术的应用，使设计工程师在产品设计阶段对汽车的结构和性能做出预先评估，因而大大降低了新产品开发的风险；同时，CAE技术可以替代大部分试验。

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36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%。

cae在汽车设计中的应用

cae在汽车设计中的应用CAE（计算机辅助工程）在汽车设计中的应用导语：随着科技的发展和计算机技术的日益成熟，计算机辅助工程（CAE）在汽车设计中的应用越来越广泛。

本文将重点探讨CAE在汽车设计中的应用领域和优势，以及其对汽车设计带来的影响。

一、CAE在汽车设计中的应用领域1. 结构分析：CAE可以通过有限元分析（FEA）来对汽车的结构进行模拟和分析，以评估其强度、刚度和耐久性。

通过对各种载荷情况下的模拟测试，可以帮助设计师优化车身结构，提高整车的安全性和耐久性。

2. 碰撞仿真：通过CAE的碰撞仿真技术，设计师可以在计算机上模拟不同碰撞情况下的车辆行为，以评估车辆的安全性能。

通过对车身和座椅的碰撞仿真，可以优化车辆的结构设计，提高乘员的安全性。

3. 空气动力学分析：CAE可以通过流体力学仿真技术对汽车的空气动力学性能进行模拟和分析。

通过优化车身外形和风道设计，可以降低车辆的风阻系数，提高汽车的燃油经济性和行驶稳定性。

4. 声学分析：通过CAE的声学分析技术，可以对汽车的内部和外部噪声进行模拟和分析。

通过优化车辆的隔音材料和噪声控制装置，可以提高车辆的乘坐舒适性和降低噪声污染。

5. 热流分析：CAE可以通过热流分析技术对汽车的冷却系统和排气系统进行模拟和分析，以评估其热性能。

通过优化散热器和风道设计，可以提高车辆的散热效率，保证发动机的正常运行。

二、CAE在汽车设计中的优势1. 提高设计效率：CAE可以通过模拟和分析技术快速评估各种设计方案的性能，避免了传统试验方法的时间和成本消耗。

设计师可以在计算机上进行多次仿真测试，快速找到最优设计方案，提高设计效率。

2. 降低成本：通过CAE的模拟和分析技术，可以在设计阶段就发现和解决潜在的问题，避免了在实际制造阶段才发现的问题，从而降低了开发成本和生产成本。

3. 提高产品质量：CAE可以通过模拟和分析技术对汽车的性能进行全面评估，从而提高产品的质量和可靠性。

CAE技术在汽车产品设计制造中的应用探讨

CAE技术在汽车产品设计制造中的应用探讨摘要：在我国社会经济飞速发展的背景下，人民生活水平不断提升，对汽车的舒适性、安全性等提出了更高要求。

目前在汽车设计中常用的技术是CAE技术，尤其是在汽车零部件和整车设计中，具有无法替代的作用。

通过CAE技术来分析产品的可靠性和性能，从而找出产品设计存在的问题并得到及时解决，进而提升汽车设计质量。

关键词：CAE技术、汽车产品、设计制造引言：数字化是未来制造行业的发展趋势，其在汽车制造领域的应用已经十分广泛。

通过数字化设计、分析，可以提高汽车设计水平，改善原有的生产模式，提高汽车产品设计与研发效率，同时可以提前做好仿真模拟，减少汽车制造风险。

未来数字化技术的发展还将变得更精细、更多元化，从而推动汽车行业实现更大发展。

1.CAE技术扎起汽车产品生产设计制造中的作用CAE技术在汽车产品的设计制造中起着非常重大的作用，以汽车产品的设计概念作为基础，在其中应用CAE技术能够针对性的解决一些有关于车辆性能以及车辆可靠性的问题，并且能够为汽车产品的设计师们提供更为强大有力的支撑。

而CAE技术本身内含丰富的数据量，其成本相对更为低廉，在汽车产品的设计制造中应用，能够及时找到并且揭示汽车产品设计制造的本质问题，能够促进汽车产品质量提升，并且可以加快汽车产品的设计研发速度，降低汽车产品的设计开发成本。

1.1能够提高汽车产品的设计功能，并且可以缩短汽车产品的制造周期汽车产品在最初的设计阶段的时候，应用CAE技术就可以发现原设计中潜在的一些问题，设计师能够及时发现相关问题，并且可以及时修改原本的设计方案，解决设计中的问题，能够让设计变得更为完美。

由此可知，应用CAE技术是可以提高汽车产品的设计效率，设计效果的。

并且能够在设计初期直接确定汽车结构等参数，并且能够明确这些参数过程所需要的时间，并且能够在实际制造车辆的时候缩短每一辆车制造所需要的时间。

再者，应用CAE技术是可以通过汽车安全性，应力应变与动力学仿真分析等等分析方式从而找出汽车产品设计中所存在的问题的，这些分析方式具有极高的科学性与准确性。

汽车cae工作总结

汽车cae工作总结引言近年来，汽车行业正处于快速发展的阶段，汽车的安全性、可靠性和舒适性等要求越来越高。

为了满足这些要求，计算机辅助工程（Computer-Aided Engineering，简称CAE）成为了汽车设计与开发过程中不可或缺的一部分。

本文将对我在汽车CAE工作中的经验进行总结和回顾。

工作内容1. 动力学仿真：通过计算机模拟汽车在不同工况下的运动特性，包括加速、制动、转弯等。

通过对车辆动力学特性的预测和优化，改善驾驶品质和安全性能。

2. 结构强度与刚度分析：通过有限元分析方法，对汽车结构的强度和刚度进行分析和评估。

通过合理的材料选取和结构优化，提高汽车的安全性和稳定性。

3. 振动与噪声分析：通过有限元分析和振动测试，评估车辆在不同工况下的振动与噪声特性。

通过结构优化和降噪措施，提高车辆的乘坐舒适性。

4. 热传导与热对流分析：通过数值模拟，预测汽车热传导和热对流的特性。

通过合理的散热系统设计，保证车辆在不同工况下的热管理能力。

5. 碰撞仿真：通过碰撞仿真，评估车辆在不同碰撞情况下的安全性能。

通过结构优化和安全气囊等装置的设计，提高车辆的碰撞安全性。

6. 流体力学分析：通过计算流体力学模拟，预测汽车空气动力学和流体传输特性。

通过优化车身外形等措施，降低风阻和提高燃油经济性。

工作经验与收获1. 熟练掌握了ANSYS、CATIA等CAE软件的使用，能够高效地进行建模、网格划分和仿真计算。

2. 善于分析和解决问题，能够准确地模拟和预测汽车在不同工况下的性能表现。

在一次结构强度分析中，通过分析力学性能和应力分布，发现了一个潜在的设计缺陷，并及时进行了修正，避免了潜在的安全隐患。

3. 对于热传导与热对流分析有较为深入的研究，通过优化散热系统设计，成功解决了某款车辆在严酷工况下的过热问题，使其性能表现得到了显著提升。

4. 良好的团队合作精神和沟通能力，能够与设计师和工程师密切合作，有效地推进项目进度。

浅谈CAE技术现状及发展趋势

浅谈CAE技术现状及发展趋势浅谈CAE技术现状及发展趋势摘要:本文阐述了cae技术的发展历程、功能作用、面临的挑战以及发展趋势。

关键词:cae发展历程功能挑战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。

其核心技术为有限元与最优化技术。

1 cae技术的发展历程世纪60年代,cae技术处于探索时期。

因为当时的计算机的硬件内存少、磁盘的空间小、计算速度慢等特点,其分析的对象主要是航空航天设备结构的强度、刚度以及模态实验和分析问。

70～80年代是cae技术蓬勃发展时期。

这一时期的cae发展的特点:软件主要集中在计算精度、速度和硬件平台的匹配、计算机内存的有效利用及磁盘空间的利用。

有限元分析技术在结构分析和场分析领域获得了很大的成功。

使用者多数为专家且集中在航空、航天、军事等几个领域。

这些使用者往往在使用软件的同时进行软件的二次开发。

90年代是cae技术成熟壮大阶段。

这一时期的cae软件一方面与cad软件紧密结合,另一方面扩展cae本身的功能。

并将有限元技术与实验技术有机地结合起来,开发了实验信号处理、实验与分析相关等分析能力。

经过了50多年的洗礼cae技术已经逐步走向成熟,现今cae技术作为一门新兴的学科走进了大学也成为各大企业在设计新产品的过程中必不可少的一环。

随着新技术的发展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地主导技术,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巨大的作用。

但对于cae技术的用户企业和提供商而言,cae技术仍然面临着使用复杂,工程师理论知识缺乏,缺少经验以及计算机硬件与软件结合等诸多问题2 cae技术的功能和作用(1)采用各种优化技术,找出产品的最佳设计方案。

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。

浅谈汽车CAE技术应用问题_班栾天

科技天地59INTELLIGENCE浅谈汽车CAE 技术应用问题海南大学儋州校区机电学院汽车系08车辆(1) 班栾天摘要：汽车CAE 技术对降低产品开发成本、缩短产品研发周期具有重要的意义，改变了汽车研发的传统模式，国外汽车CAE 技术的应用已经十分成熟，几乎渗透到了汽车开发的各个环节。

随着国内汽车自主研发能力的快速发展，汽车CAE 技术作为整车开发中的核心技术之一，已经引起了主机厂足够的重视，掌握和利用好汽车CAE 技术是缩短和赶超国外先进水平的关键。

本文以CAE 技术对汽车行业的重要作用为基础，阐述了CAE 应用中存在的问题，并提出了相应对策和建议来促进汽车行业的可持续发展。

关键词：CAE 技术应用领域可持续发展引言汽车行业是一个高速发展的行业，其竞争也日趋激烈，新产品推出的速度也越来越快，这也对CAE 应用提出了越来越多的要求。

CAE 技术为汽车行业的高速发展提供了有力的技术保障，为企业带来了巨大的经济效益。

一、CAE 技术在汽车行业中发挥的作用1、 CAE 技术可以在生产样品、样车之前，模拟零部件甚至整车的性能和工作状况，避免了传统上的设计——试制——测试——改进设计——再试制的重复过程，减少了人力、物力和财力上的消耗而降低了开发费用，是机车产品的大多数问题都可以在设计阶段通过仿真得到解决，从而提高了设计质量和效率，大幅度减少了开发时间和费用。

2、CAE 技术改变了传统设计中的依靠经验进行定性分析、缺少定量数据的设计方法，使产品减重、性能优化成为可能；同时，采用CAE 技术能在短时间内尝试和比较更多的设计方案，因而有可能获得较佳甚至最优的设计从而提高开发质量。

3、CAE 技术的应用也使得以往设计中的一些经验性的知识可以以量化的形式出现，同时，灵活、方便、快捷的特点使CAE 技术能为设计工程师提供大量的仿真试验数据和技术参数，增加企业的经验积累，提升企业的设计能力。

4、CAE 技术使设计工程师产品设计阶段对汽车的结构和性能做出预先评估，因而大大降低了新产品开发的风险；同时，CAE 技术可以替代大部分试验。

CAE技术在汽车行业的应用

CAE技术在汽车行业的应用CAE技术在汽车行业的应用从最初的线弹性部分分析到汽车结构中大量的非线性问题分析，到现在汽车疲劳寿命分析、NVH分析、碰撞模拟等，CAE分析几乎涵盖了汽车性能的所有方面。

一、刚度和强度分析1、车架和车身的强度和刚度分析车架和车身是汽车结构中最为复杂的受力部件，其强度和刚度分析对整个汽车的承载能力和抗变形能力至关重要。

此外，基于强度和刚度分析的车架和车身结构优化对整车的轻量化从而提高经济性和动力性也有很大作用。

2、齿轮的弯曲应力和接触应力分析通过对齿轮齿根弯曲应力和齿面接触应力的分析，优化齿轮结构参数，提高齿轮的承载载力和使用寿命。

3、发动机零件的应力分析发动机零件在工作过程中受到气缸内气体的高压力和热应力，通过有限元分析找出应力集中的危险部位加以改进则可以预防事故发生。

二、NVH分析噪音（Noise）、振动（Vibration）、平稳（Harshness），通俗称为乘坐“舒适感”。

随着收入水平的提高，消费者越来越看重汽车产品的舒适性即NVH性能，因此汽车开发中也必不可少的要进行NVH分析，主要包括动力系统NVH、车身NVH、底盘NVH三大部分。

而汽车NVH分析则涉及到汽车在各级频率的模态分析，不同路面工况激励下的汽车振型、还有风噪、发动机噪声、轮胎噪声等声学研究，这些都离不开CAE仿真分析。

三、机构运动分析机构运动分析就是根据原动件的已知运动规律，求该机构其他构件上某些点的位移、轨迹、速度和加速度，以及这些构件的角位移、角速度和角加速度。

通过对机构进行速度分析，了解从动件的速度变化规律能否满足工作要求，了解机构加速度的变化规律。

机构运动分析的方法很多，主要有图解法和解析法。

四、车辆碰撞模拟分析汽车安全性分为主动安全性和被动安全性主动安全性是指汽车能够识别潜在的危险自动减速，或者当突发的因素出现时，能够在驾驶员的操纵下避免发生交通事故的性能。

被动安全性是指汽车发生不可避免的交通事故后，能够对车内乘员或行人进行保护，以免发生伤害或使伤害降低到最小程度。

CAE技术应用面临的十大挑战

元计算科技发展有限公司是一家既年青又悠久的科技型企业。年青是因为她正处在战略重组后的初创期，悠久是因为她秉承了中国科学院数学研究所在有限元和数值计算方面所开创的光荣传统。元计算的目标是做强中国人自己的计算技术，做出中国人自己的CAE软件。
元计算秉承中国科学院数学与系统科学研究院有限元自动生成核心技术（曾获中科院科技进步二等奖、国家科技进步二等奖），通过自身不懈的努力与完善，形成一系列具有高度前瞻性和创造性的产品。
CAE技术应用面临的十大挑战
从有限元技术上世纪60年代初诞生至今，CAE技术的发展已经历了半个世纪，在工业界的需求的牵引和软件、硬件技术发展的推动下，CAE已经渗入到产品研发的各个环节，由辅助的验证工具，转变为驱动产品创新的引擎。根据虚拟仿真的对象、计算方法、物理场、应用行业等不同维度，CAE技术可以细分出很多单元技术。在过去几十年的发展过程当中，诞生了很多解决特定行业、特定问题的CAE 产品和专业CAE厂商。虽然CAE单元技术已经逐渐成熟，但是，对于CAE技术的用户企业和CAE软件提供商、 CAE工程咨询公司而言，仍然面临着诸多实际问题和挑战： 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。
8.研发组织架构如何支持仿真驱动设计在制造企业传统的产品研发流程当中，虚拟仿真技术还不在主流程之中，虚拟仿真技术人员往往属于一个专门的部门。如何在企业中将虚拟仿真技术真正融入产品研发流程当中，调整企业研发部门的组织架构和研发组织体系，使仿真分析工程师与设计、工艺和制造工程师协同工作，实现从事多个学科虚拟仿真的工程师之间的协作，真正实现仿真驱动设计，是一个巨大的挑战。另外，如何在上下游企业之间进行虚拟仿真的协同，则更是一个难题。 9.虚拟仿真软件与优化软件的结合虚拟仿真软件只能完成仿真计算，却不能解决优化问题，应用虚拟仿真软件是一个试错过程。因此，虚拟仿真技术如何与优化技术有效结合，是一个重要挑战。 10.仿真技术如何跟上计算机硬件技术的发展目前，多核CPU、GPU、刀片工作站等硬件技术发展迅速，充分利用多核CPU、HPC、并行计算等新兴技术，来提高虚拟仿真的效率，是一个重要的问题。

CAE技术及其在汽车行业中的应用

C A E技术及其在汽车行业中的应用摘要：CAE技术就是一个以收集数据进行工程分析、数据管理、试验、仿真和制造为基本，以三维实体建模为基础，从产品的设计阶段开始，按实际条件进行仿真和结构分析，并按性能要求进行设计和综合评价，从而以达到实现产品的设计优化为目的综合性软件。

CAE技术主要应用有限元法、仿真技术、优化设计。

CAE技术的应用几乎贯穿了汽车设计的全过程，在现代汽车产品设计中扮演的角色着越来越重要。

CAE分析标准的建立相当不容易，需要做大量的工作与实验，并且要结合试验结果进行分析，但这个过程是必须要走的。

关键字：一、 CAE技术简介1、CAE技术及CAE软件计算机辅助设计、计算机辅助制造技术已经在一些大中型企业里得到应用，并取得比较好的成绩。

计算机辅助制造技术包括：1、CAD——计算机辅助没计2、CAM——计算机辅助制造3、CAE——计算机工程分析。

例如，CAD软件重在制作二维和三维的图形，以表现事物的主要特征。

对于物体的内部特征，CAD软件往往用剖视图对模型进行剖视。

但是这种表示方法并不能直观的体现复杂机构的内部构成，不利于机械的设计与进一步的改进。

这时就要建立物体的三维模型，对物体图形直接进行CAE分析。

此时，CAD/CAE技术就很好的解决了工程设计与计算相脱节的问题，对实现并进行工程设计提供了技术基础。

在互相结合交叉发展的同时，CAD,CAM,CAE又分别在自己的领域进行突破性的发展。

↓←→↓↓在这三者之中，C A E软件的主要功能是借助计算机，实现在产品生产以前对设计方案进行精确试验、分析和论证——即利用CAE技术进行真实模拟。

作为CAE技术的载体，CAE软件是结合计算力学、计算数学、相关的工程科学、工程管理学和现代计算技术，而形成的综合性、知识密集型信息产品。

(完整版)CAE技术及其在车辆行业的运用

本文在简要介绍CAE及其分支虚拟样机技术的基础上，以世界几个著名公司的CAE应用情况阐明了CAE技术的重要作用。

本文以作者所在单位的具体情况为出发点，阐述了应用CAE 技术的迫切性和美好的应用前景，并结合作者的实践，提出了一些具体建议。

一、CAE技术简介1.CAE技术2.CAE软件3.CAE内涵4.CAE在产品研制中的作用二、虚拟样机1.虚拟样机技术2.虚拟样机技术的特点3.虚拟样机应用效果三、CAE技术发展趋势四、CAE技术应用实例五、几点建议一、CAE技术简介1.CAE技术随着科技的发展进步，产品在趋于多样化、智能化的同时，会不可避免地趋于复杂化。

对于复杂的工程，人们都希望能在产品生产以前对设计方案进行精确的试验、分析和论证，这些工作需要借助计算机实现，就是计算机辅助工程，即CAE（Computer Aided Engineering）。

CAE是包括产品设计、工程分析、数据管理、试验、仿真和制造的一个综合过程，关键是在三维实体建模的基础上，从产品的设计阶段开始，按实际条件进行仿真和结构分析，按性能要求进行设计和综合评价，以便从多个方案中选择最佳方案，或者直接进行设计优化。

目前，为了更好地进行各工程阶段的工作，设计人员已越来越多地运用计算机辅助手段，于是产生了一系列的技术分支，如计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design）、计算机辅助试验CAT（Computer Aided Test）、计算机辅助工艺过程设计CAPP（Computer Aided Process Planning）以及计算机辅助制造CAM（Computer Aided Manufacturing）等，有时将它们统称为CAX技术。

2.CAE软件在工程中应用CAE技术，需要一个载体，而CAE技术的载体就是CAE软件。

CAE软件是结合计算力学、计算数学、相关的工程科学、工程管理学和现代计算技术，而形成的综合性、知识密集型信息产品。

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在国内汽车工业中的应用现状

CAE在国内汽车工业中的应用现状
CAE技术在国内汽车工业的应用经历了入门、推广、普及等阶段，目前已经到了取得实质效益的阶段，具体表现在：
1. CAE技术逐渐被普遍认可。

CAE技术在产品开发中效果突出，其分析方法的准确性和精确性已得到普遍认可，大部分中国汽车企业都开始运用了CAE技术；
2.CAE分析和工程设计紧密结合，实现了分析与设计同步、CAE与CAD的一体化；
3.CAE分析成为设计常规，很多研发部门都在产品设计流程中明确规定了CAE环节，没有CAE分析的设计不能进入下一个技术环节；
4.CAE分析范围扩大，分析对象从以前的单个零件发展到现在的总成系统、整车系统；从线弹性分析发展到非线性分析和多物理场耦合分析；所应用的领域也在逐渐扩大，新的应用领域不断出现。

附：FELAC 2.0软件简介
FELAC 2.0采用自定义的有限元语言作为脚本代码语言，它可以使用户以一种类似于数学公式书写和推导的方式，非常自然和简单的表达待解问题的微分方程表达式和算法表达式，并由生成器解释产生完整的并行有限元计算C程序。

FELAC 2.0的目标是通过输入微分方程表达式和算法之后，就可以得到所有有限元计算的程序代码，包含串行程序和并行程序。

该系统采用一种语言(有限元语言)和四种技术(对象技术、组件技术、公式库技术生成器技术)开发而成。

并且基于FELAC 1.0的用户界面，新版本扩充了工作目录中右键编译功能、命令终端输入功能，并且丰富
了文本编辑功能，改善了用户的视觉体验，方便用户快速便捷的对脚本或程序进行编
辑、编译与调试。

其中并行版在前后处理上进行了相应的改进。