CAE-CADCAM
模具CADCAMCAE简介
用于进行工程分析、仿真和优化的专业软件，如ANSYS、ABAQUS、 SolidWorks Simulation等。
03
作用
通过模拟和分析，预测产品的性能、可靠性、安全性等方面，优化设计
方案，提高产品质量和可靠性。
CAE技术在模具分析中的应用
模具设计优化
利用CAE技术对模具设计方案进行模拟和分析，优化模具 结构、材料、工艺等方面，提高模具的可靠性和使用寿命 。
05
模具CAD/CAM/CAE应用案例
应用案例一：注塑模具设计
总结词
提高设计效率
详细描述
注塑模具CAD软件能够快速创建三 维模型，进行模具结构设计，减少 设计时间，提高设计效率。
总结词
优化设计方案
详细描述
通过CAE模拟分析，预测模具在注塑 过程中的缺陷和问题，优化设计方案 ，减少试模次数和成本。
模具CAD/CAM/CAE简 介
• 模具CAD简介 • 模具CAM简介 • 模具CAE简介 • 模具CAD/CAM/CAE集成 • 模具CAD/CAM/CAE应用案例
01
模具CAD简介
CAD技术定义
01
CAD技术是指利用计算机和图形设备进行设计、绘 图、分析和优化的过程。
02
它通过数字化的方式，将传统的设计和绘图过程转 移到计算机上，提高了设计效率和精度。
作。
流程自动化
通过自动化工具和流程管理软件，实现 CAD、CAM和CAE之间的流程自动化和协 同工作。
定制化开发
根据企业实际需求，定制开发符合企业流 程和规范的CAD、CAM和CAE集成系统。
集成的发展趋势
集成化
未来CAD/CAM/CAE集成将更加 紧密，形成一个完整的、一体化 的设计、分析和制造系统。
模具CADCAECAM技术的应用及其发展趋势
Part One
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Part Two
模具CADCAECAM技术概述
模具CADCAECAM技术的定义
CAM：计算机辅助制造，用于模具的数控加工和生产制造
CAD：计算机辅助设计，用于模具的二维和三维设计
CAE：计算机辅助工程，用于分析模具结构和性能
技术概述：模具CADCAECAM技术是集成了CAD、CAE和CAM三个模块的综合性技术，用于提高模具的设计、分析和制造效率。
基于大数据和云计算技术的应用
人工智能和机器学习在模具设计中的应用
自动化和智能化：人工智能和机器学习技术可以自动完成模具设计的各个环节，提高设计效率和质量。
优化设计：通过机器学习算法对历史设计数据进行学习，可以自动优化模具设计，减少人工干预和经验依赖。
快速原型制造：利用3D打印等快速原型制造技术，结合人工智能和机器学习技术，可以实现快速模具制造，缩短产品上市时间。
智能化阶段：21世纪初，随着人工智能和大数据技术的发展，模具CADCAECAM技术逐渐智能化，能够实现自适应设计和优化制造过程。
Part Three
模具CAD技术的应用
模具CAD的建模技术
参数化建模：基于参数和特征的建模方法，能够快速创建标准件库。
曲面建模：用于创建复杂曲面，提高模具设计的精度和表面质量。
参数化设计的实现方式：通过建立参数与模型之间的关联关系，实现参数对模型的驱动。
添加标题
参数化设计在模具CAD中的应用：用于模具标准件库的建立，方便快速查找和调用标准件；用于复杂模具结构的参数化设计，提高设计效率。
添加标题
模具CAD的智能化设计
智能化设计：利用人工智能技术实现模具的自动化设计，提高设计效率和精度。
CAD／CAM／CAE在模具设计中的应用4
CAD／CAM／CAE在模具设计中的应用技术系统信息化的核心内容是模具CAD/CAE/CAM技术的应用，实现模具设计制造过程的信息化或数字化。
在过去很长一段时间内，大多数的CAD/CAM系统都是面向机械行业的通用型系统。
对于模具企业而言，这些系统的专业性不够强，设计制造的效率还不够高。
针对模具行业的这一需求，国际软件厂商纷纷针对各类模具的特点，推出了功能完善、操作方便的专用CAD/CAM 系统。
如德国Siemens公司的UG（NX）、法国达索公司的CATIA、美国PTC公司的Pro/E、法国Missler公司的TopSolid、以色列Cimatron公司的CimatronE，日本UNISYS公司的CADCEUS等常用三维设计软件，都有对应的冲压模和注塑模专用设计系统。
这些系统在国外模具企业获得广泛应用，在我国也占有一定的市场。
近年来，面对模具行业对CAD/CAM技术的强劲需求，国内不少研究单位和公司针对国内企业的特点，开发了面向模具企业的CAD/CAM集成系统，达到了较高的实用水平。
参与这方面的研发和应用技术推广的主要单位有华中科技大学模具技术国家重点实验室、上海交通大学国家模具CAD工程研究中心、浙江大学旭日科技开发公司、北航海尔软件有限公司、北京艾克斯特科技有限公司、山大华天软件有限公司等。
其中华中科技大学模具技术国家重点实验室基于UG（NX）研发的覆盖件CAD系统、注塑模CAD系统和多工位级进模CAD 系统，已在东风汽车、北京比亚迪、青岛海信、广东科龙、深圳康佳、深圳群达行、深圳麦斯优联（斯洛模具）等许多公司应用，取得了良好的效益，具备一定的行业影响力。
成型过程数字模拟CAE技术的出现，为成型工艺决策提供了有力的技术支持。
在模具设计过程中加强前期的分析仿真，将会提高成形工艺和模具结构设计的水平，减少试模的工作量，降低模具制造成本，缩短模具新产品的设计制造周期。
目前在国内模具行业应用较多的世界著名CAE软件有MOLDFLOW、DYNAFORM、PAM-STAMP、AUTOFORM、ANSYS和DEFORM等。
模具CAD、CAM
1-1模具CAD/CAM的基本概念模具CAD/CAM现阶段应该指广义的计算机技术在模具设计与制造中的应用，一般包括计算机辅助设计[CAD]、计算机辅助工程分析[CAE]、计算机辅助制造[CAM]、计算机辅助工艺过程设计[CAPP]、产品数据管理系统[PDM]等内容。
计算机辅助工程分析是以现代计算力学为基础，以计算机仿真为手段的工程分析技术，对未来模具的工作状态和运行行为进行模拟，从而及早发现设计缺陷，是实现模具优化的主要支持模块。
计算机辅助工艺过程设计是指根据产品设计阶段给出的信息，人机交互或自动地完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计。
产品数据管理系统是以软件、计算机网络、数据库、分布式计算等技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源的一体化集成管理的技术。
1-2模具CAD/CAM系统的组成一个完善的CAD/CAM系统应具有的7大功能：快速数字计算及图形处理功能、几何建模功能、处理数控加工信息功能、大量数据和知识的存储及快速检索与操作功能、人机交互通信功能、输入和输出信息及图形功能、工程分析功能等。
模具CAD/CAM系统的运行环境由硬件、软件和人三大部分组成。
硬件主要包括计算机及其外围设备，广义上讲硬件还包括用于数控加工的机械设备和机床等。
硬件是CAD/CAM系统运行的基础。
软件是CAD/CAM系统的核心，包括系统软件、支撑软件和应用软件等。
模具CAD/CAM系统的硬件主要由计算机主机、外存储器、输入设备、输出设备、网络设备和自动化生产装备等组成。
由专门的输入及输出设备来处理图形的交互输入与输出问题，是CAD/CAM系统与一般计算机系统的明显区别。
根据CAD/CAM系统的运行环境，所用计算机的类型、规模和性能等级，可归纳为主机系统、小型成套系统、分布式工程工作站系统和微型机系统四种配置形式。
主机是CAD/CAM系统的硬件核心，主要由中央处理器[CPU]和内存储器[简称内存]组成。
CADCAM简介
应用 数据库层
数据库系统 网络层 操作系统
分布式关系数据库系统（、OpenBASE、DM） TCP/IP、Intranet/LAN Windows、Unix
CAM有广义和狭义两种定义。广义的CAM是指工程技 术人员在计算机组成的系统中以计算机为辅助工具，完 成从准备到产品制造整个过程的活动，包括工艺过程设 计、工装设计、NC自动编程、生产作业计划、生产控 制、质量检测与分析等。狭义的CAM通常是指数控 (Numerical Control，简称NC)程序编制，包括刀具路 径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC代码生成 等。在生产过程中，使用CAM技术能提高生产质量、 减低成本、缩短生产周期、改善劳动条件等。
真实感模型
比例油土模型
复杂曲面设计
CAE是用计算机辅助求解复杂工程和产品结
构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传
导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析
计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近
似数值分析方法。可对产品的实体模型进行评
估，及早发现设计缺陷，并能正确评价计算分
析结果。
波音777的研发过程中采用CAE数字化样机技术， 节省了大量物理样机试飞次数，仅一次试飞即获 得成功，而每次物理样机实验需花费1亿美元。 CAE技术在汽车工业中的应用，使新车开发周期 由原来的5~6年缩减到现在的1~2年。
“鲨鱼皮”背后的神秘技术
北京奥运会 “水立方”在 9天内我们见证了19项新 的世界纪录和7项新的奥运会纪录的诞生，见证了 泳坛巨星菲尔普斯身着“鲨鱼皮”泳衣勇夺8金的 奥运传奇…… “鲨鱼皮”在水立方掀起的夺金狂潮，让这款泳衣在 国人心中愈加神秘；其实“鲨鱼皮”泳衣正是应用 了CAE技术，下面让我们来了解CAE技术是如何铸 就“鲨鱼皮”的传奇的。
CAD、CAM理论课知识点
1．什么是CAD,CAM,CAPP,CAE,CAD/CAM集成？答：CAD是指以计算机为工具，对产品进行涉及方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档整顿等设计活动旳技术。
CAM是指借助计算机进行产品制造活动旳简称，有广义和狭义之分。
广义CAM，一般是指运用计算机辅助完毕从毛坯到产品制造过程中旳直接和间接旳多种活动。
狭义CAM，一般指数控程序旳编制。
CAPP是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，运用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理来制定零件机械加工工艺过程。
CAE技术是以现代计算力学为基本、计算机仿真为手段旳工程分析技术。
CAD/CAM集成系统借助于工程数据库技术、网络通信技术、以及原则格式旳产品数据接口技术，把分散于机型各异旳各个CAD/CAM模块高效、快捷地集成起来，实现软、硬件资源共享，保证整个系统内旳信息流动畅通无阻。
2．CAD/CAM系统旳基本功能和重要任务是什么？答：CAD/CAM系统具有如下几种方面旳功能：几何造型功能、计算分析功能、工程绘图功能、构造分析功能、优化设计功能、计算机辅助工艺规程设计(CAPP)功能、NC自动编程功能、模拟仿真功能、工程数据管理功能和特性造型功能。
CAD/CAM系统旳以计算机硬件、软件为支持环境，通过各个功能模块（分系统）完毕对产品旳描述、计算、分析、优化、绘图、工艺规程设计、NC加工仿真、生产规划、管理、质量控制等方面旳任务。
3．目前机械领域常用旳CAD/CAE/CAM软件有哪些？各有什么特点？在机械领域旳应用案例分析。
答：(1) Pro/E（Pro/Engineer）是美国PTC公司（Parametric Technology Corporation，参数技术公司）开发旳大型CAD/CAM/CAE集成软件。
(2) UG（Unigraphics）软件来源于美国麦道飞机公司，后于1991年11月并入世界上最大旳软件公司——EDS公司。
(3) Solid Edge是通用机械CAD/CAE/CAM 一体化软件，三维实体造型系统。
CAD CAE CAPP CAM
CAD发展导致了下列工具和方法发展
• • • • • • • • • • • CAD的发展导致了下列工具和方法的发展 线框模型 实体造型 智能布线图和生产关联数据库(Intelligent wiring diagrams and production linked database systems) 图形表达系统和工厂图纸和数据库(Graphically represented system or plant diagrams and databases) 参数化设计模型(Parametric design models) 实时进程模拟 (Real-time process simulation) 计算机数控(Computer Numerically Controlled (CNC)) 加载文件 (工具路径指令) 有限元分析 (FEA) 快速原型法 (Rapid prototyping) 很多CAD图纸是用应用软件通过设计草图和其他输入从头开始创建的。其他CAD图纸是 从原有的电子CAD文件，通过复制全部或部分另一个CAD文件，经过改动，然后另存为新文 件得到。只有物理形式存在的图纸(蓝图，丢失文件的设计图，等等)可以用一种"纸到CAD转 换"(图纸转换，数字化，矢量化)的程序来转为CAD文件。
CAPP
• CAPP • CAPP的英文全称为Computer Aided Process Planning，中文翻译为计算机辅助工 艺过程设计。 • CAPP是一种将企业产品设计数据转换 为产品制造数据的技术，通过这种计算机 技术辅助工艺设计人员完成从毛坯到成品 的设计。CAPP系统的应用将为企业数据信 息的集成打下坚实的基础。
• • • • • • • • • • • • • • • •
模具CAD-CAM常用软件
模具CAD-CAM常用软件1. SolidWorks简介SolidWorks 是一款强大的三维CAD软件，广泛应用于模具设计与制造行业。
它具有直观的用户界面和强大的建模工具，能够帮助设计师快速创建复杂的模具结构。
主要功能•三维建模：SolidWorks 提供了丰富的建模工具，包括实体建模、曲面建模、装配建模等，可以满足各种模具设计需求。
•自动装配：SolidWorks 可以自动检测和解决装配中的冲突问题，大大提高了设计效率。
•2D细节图和工程图：设计师可以方便地创建2D细节图和工程图，用于模具的具体制造和加工过程。
•模拟分析：SolidWorks 还提供了模拟分析功能，可以预测模具在使用过程中的受力情况，从而优化模具结构，提高使用寿命。
优点•用户友好的界面和操作流程，易于上手。
•丰富的建模工具和功能，满足各种模具设计需求。
•强大的装配功能，减少设计过程中的冲突问题。
•提供了模拟分析功能，能够优化模具结构。
2. AutoCAD简介AutoCAD 是一款广泛使用的2D和3D CAD软件，也是模具设计和制造领域中常用的软件之一。
它具有强大的绘图能力和设计工具，可以实现快速的模具设计和详细制图。
主要功能•二维绘图：AutoCAD 提供了丰富的绘图工具，可以绘制各种比例的2D模具图纸。
•三维建模：AutoCAD 也具有三维建模功能，可以创建复杂的模具结构。
•参数化建模：AutoCAD 支持参数化建模，可以根据设计参数快速生成不同尺寸的模具。
•图形导出和打印：设计师可以方便地导出图形文件或者直接打印模具图纸。
优点•强大的绘图和设计工具，满足各种模具设计需求。
•可以进行二维和三维建模，具有较高的灵活性。
•支持参数化建模，提高了设计的效率。
•方便的图形导出和打印功能。
3. Mastercam简介Mastercam 是一款专业的CAM软件，被广泛用于模具制造过程中的数控编程。
它集成了多种功能和工具，可以帮助操作人员准确而高效地进行数控编程。
cad,cae,cam概述论文
CAD/CAE/CAM概述摘要人类在表达思想、传递信息时，最初采用图形，后来逐渐演化发展为具有抽象意义的文字。
这是人类在信息交流上的一次伟大革命。
在信息交流中，图形表达方式比文字表达方式具有更多的优点。
一幅图纸能容纳下许多信息，表达内容直观，一目了然，在不同的民族与地区具有表达思想的相通性，而往往可以反映用语言、文字也难以表达的信息。
工程图是工程师的语言。
绘图是工程设计乃至整个工程建设中的一个重要环节。
然而，图纸的绘制是一项极其繁琐的工作，不但要求正确、精确，而且随着环境、需求等外部条件的变化，设计方案也会随之变化。
一项工程图的绘制通常是在历经数遍修改完善后才完成的。
在早期，工程师采用手工绘图。
他们用草图表达设计思想，手法不一。
后来逐渐规范化，形成了一整套规则，具有一定的制图标准，从而使工程制图标准化。
但由于项目的多样性、多变性，使得手工绘图周期长、效率低、重复劳动多，从而阻碍了建设的发展。
于是，人们想方设法地提高劳动效率，将工程技术人员从繁琐重复的体力劳动中解放出来，集中精力从事开创性的工作。
例如，工程师们为了减少工程制图中的许多繁琐重复的劳动，编制了大量的标准图集，提供给不同的工程以备套用。
工程师们梦想着何时能甩开图板，实现自动化画图，将自己的设计思想用一种简洁、美观标准的方式表达出来，便于修改，易于重复利用，提高劳动效率。
随着计算机的迅猛发展，工程界的迫切需要，计算机辅助绘图(ComputerAidedDraw—ing)应运而生。
早期的计算机辅助设计系统是在大型机、超级小型机上开发的，一般需要几十万甚至上百万美元，往往只有在规模很大的汽车、航空、化工、石油，电力、轮船等行业部门中应用，工程建设设计领域各单位则难以望其项背。
进入80年代，微型计算机的迅速发展，使计算机辅助工程设计逐渐成为现实。
计算机绘图是通过编制计算机辅助绘图软件，将图形显示在屏幕上，用户可以用光标对图形直接进行编辑和修改。
CAD,CAE,CAM技术的应用及发展现状
CAD/CAE/CAM技术的现状与发展趋势CAD/CAE/CAM 技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，它包括二维绘图设计、三维几何造型设计、有限元分析（FEA）及优化设计、数控加工编程（NCP）、仿真模拟及产品数据管理（PDM）等内容。
是一种设计人员借助于计算审进行设计的方法。
其特点是将人的创造能力和计算审的高速运算能力、巨大存储能力和逻辑判断能力有审地结合起来。
CAD/CAE/CAM技术随着Internet/Intranet网络和并行高性能计算及事务处理的普及，使奢地、协同、虚拟设计及实时仿真技术在CAD/CAE/CAM中得到了广泛应用。
一、CAD/CAE/CAM技术概况1、CAD技术的发展历程及现状50-60年代初CAD技术处於准备和酝酿时期，被动式的图形处理是这阶段CAD技术的特征。
60年代CAD技术得到蓬勃发展并进入应用时期，这阶段提出了计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想，从而为CAD技术的进一步发展和应用打下了理论基础。
70年代CAD技术进入广泛使用时期，1970年美国Applicon公司首先推出了面向企业的CAD商品化系统。
80年代CAD技术进入迅猛发展时期，这阶段的技术特征是CAD技术从大中企业向小企业扩展；从发达国家向发展中国家扩展；从用於产品设计发展到用於工程设计和工艺设计。
90年代以后CAD技术进入开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期，这阶段的CAD技术都具有良好的开放性，图形接口、功能日趋标准化。
微机加视窗操作系统与工作站加Unix操作系统在因特网的环境下构成CAD系统的主流工作平台，同时网络技术的发展使得CAD/CAE/CAM集成化体系摆脱空间的约束，能够更好地适应现代企业的生产布局及生产管理的要求。
在CAD系统中，正文、图形、图像、语音等多媒体技术和人工智能、专家系统等高新技术得到综合应用，大大提高了CAD自动化设计的程度，智能CAD应运而生。
CAD.CAM复习资料
一、CAM的基本概念1、CAD、CAE、CAPP、CAM的基本概念计算机辅助设计（Computer Aided Design, CAD）：工程技术人员以计算机为辅助工具，完成产品的设计、分析、绘图等工作。
计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE):用计算机辅助求解复杂工程和产品的各种性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。
计算机辅助工艺过程设计（Computer Aided Process Planning, CAPP）：工程技术人员以计算机为辅助工具，根据产品设计阶段给出的信息，人机交互地或自动地完成产品加工方法的选择和工艺过程的设计。
计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing, CAM）：有广义和狭义两种定义。
广义CAM一般是指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动。
工艺过程设计、工装设计、NC 自动编程、生产作业计划、生产控制、质量控制。
狭义CAM通常是指NC程序编制。
刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真机NC代码生成等。
2、CAD/CAM系统的工作过程、主要任务CAD\CAM的工作过程：1.构造产品几何模型；2.进行详细设计计算及结构方案优化分析，将设计的初步结果以图形方式在屏幕上输出；3.通过人机交互的方式进行修改；4.进行工艺过程设计，将设计的结果在屏幕上显示输出；5.对工艺过程设计以人机交互的方式进行修改，生成工艺卡片或以数据接口文件；6.利用外部设备输出工艺卡片，或CAM系统生成NC加工指令；7.进行仿真、模拟，进行刀具、夹具、工件之间的干涉、碰撞检验；8.在数控机床或加工中心上制造出产品。
CAD\CAM的主要任务：1.几何造型（或几何建模）2.工程分析3.工程绘图4.优化设计5.计算机辅助工艺过程设计（CAPP）6.计算机辅助NC编程7.模拟仿真8.工程数据管理9.应用软件二次开发 10.计算机辅助工艺过程设计（CAPP） 11.计算机辅助NC编程3、CAD/CAM系统的结构与典型类型、主要硬件配置与软件层次及主流支撑软件。
(完整版)CADCAECAM知识点
1. CAD是一种用机算机硬、软件系统辅助人们对产品或工程进行设计的方法与技术，包括设计、绘图、工程分析与文档处理等活动。
2. CAD主要涉及以下技术：1)图形处理技术 2)工程分析技术3)数据管理与数据交换技术4)文档处理技术5)界面开发技术6)基于Web的网络应用技术CAD发展过程：2D绘图系统三视图算法—贝塞尔算法应用3D曲面造型系统—实体造型技术——特征参数化技术参数化实体技术—变量化设计技术参数化技术在设计全过程中，将形状和尺寸联合起来一并考虑，通过尺寸约束来实现对几何形状的控制；变量化技术将形状约束和尺寸约束分开处理。
参数化技术在非全约束时，造型系统不许可执行后续操作；变量化技术由于可适应各种约束状况，操作者可以先决定所感兴趣的形状，然后再给一些必要的尺寸，尺寸是否注全并不影响后续操作3. CAD 的主要目标：减少人的工作量/错误；缩短设计时间；给不同的团队之间提供交流工具3. CAD的特点:结合了电子计算机精确的绘图与数学处理能力；设计自动化及分析、动画、仿真、计划、制造的集成；优化4. CAD系统共同采用的工具：显示几何形状－计算机绘图（2D)－几何造型（3D）交互绘图编程－不同的平台编程－图形用户界面管理及存储设计数据－数据结构设计－数据库系统生成可行的设计（自动的）－知识推理－基于知识的系统－模糊逻辑－人工神经网络评估替代设计方案和寻找最优解－数值优化－有限元－成本建模及分析5. 数据(data)是：用于描述客观事物的信息，包括数值、字符或其他各种符号，它们可以输人到计算机，并由计算机程序加以识别和处理。
6. 数据元素(data element)是数据中抽象的基本单元，它可由一个或多个数据项(data item)组成。
7. 数据结构包括数据的逻辑结构和数据的物理结构。
8. 数据的逻辑结构它是描述数据之间的逻辑关系，常见的数据逻辑结构有线性表、9.数据的物理结构称为数据的存储结构．是描述数据在计算机存储介质上的表示方法及相互关系。
CADCAM和先进制造技术(CAE)
概述长期以来，机械设备的分析与计算一直沿用材料力学、理论力学和弹性力学所提供的公式来进行。
由于有许多的简化条件，因而计算精度很低。
为了保证设备的安全可靠运行，常采用加大安全系数的方法，结果使结构尺寸加大，浪费材料，有时还会造成结构性能的降低。
现代产品正朝着高效、高速、高精度、低成本、节省资源、高性能等方面发展，传统的计算分析方法远远无法满足要求。
20年来，伴随着计算机技术的发展，出现了计算机辅助工程分析这一新兴学科（Computer Aided Engineering）。
采用CAE技术，即使在进行复杂的工程分析时也无须作很多简化，并且计算速度快、精度高。
常见的工程分析包括：对质量、体积、惯性力矩、强度等的计算分析；对产品的运动精度，动、静态特征等的性能分析；对产品的应力、变形等的结构分析。
计算机辅助工程（CAE)，从字面上讲它包括工程和信息化，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，及早发现设计缺陷，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。
同时，它也是工程科学家的研究成果--理论、方法和科学数据--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。
模具CADCAECAM技术的应用及其发展趋势
模具CADCAECAM技术的应用及其发展趋势一、本文概述随着制造业的快速发展，模具作为工业生产中的重要工艺装备，其设计与制造技术的提升对于提高产品质量、降低生产成本、缩短产品上市周期具有重大意义。
CAD（计算机辅助设计）、CAE（计算机辅助工程）、CAM（计算机辅助制造）等先进技术的应用，为模具的设计与制造带来了革命性的变革。
本文旨在探讨模具CAD/CAE/CAM技术的应用现状，分析其在模具设计与制造过程中的优势和存在的问题，并展望其未来的发展趋势。
本文将首先介绍模具CAD/CAE/CAM技术的基本概念、原理及其在模具设计与制造中的应用场景。
随后，通过具体案例分析，深入剖析这些技术在模具设计与制造过程中的实际应用效果，以及它们对于提高模具设计精度、优化制造工艺、降低生产成本等方面所起到的关键作用。
在此基础上，本文将进一步探讨当前模具CAD/CAE/CAM技术面临的挑战与问题，如系统集成度不高、智能化水平有限等。
结合国内外相关研究成果和技术发展趋势，本文将对模具CAD/CAE/CAM技术的未来发展进行展望，提出相应的建议和发展策略，以期为模具行业的技术进步和产业升级提供参考和借鉴。
二、模具CAD技术的应用模具CAD技术是计算机辅助设计（Computer Aided Design）在模具设计领域的重要应用。
随着计算机技术的飞速发展，CAD技术已成为现代模具设计的重要工具，极大地提高了模具设计的效率和质量。
三维建模与可视化设计：通过CAD软件，设计师可以方便地创建三维模具模型，实现模具的可视化设计。
这不仅使得设计师能够更直观地理解模具的结构和形状，还可以及时发现设计中的问题并进行修改，大大提高了设计的准确性和效率。
参数化设计与优化设计：CAD软件通常具备参数化设计功能，设计师可以通过调整参数来快速生成多个设计方案，从而进行优化设计。
CAD软件还可以结合优化算法，自动寻找最佳设计方案，进一步提高设计的质量和效率。
十六种CAD_CAE_CAM软件介绍
一、Unigraphics 软件介绍UG是美国UGS(Unigraphics Solutions)公司的主导产品，是集CAD/CAE/CAM于一体的三维参数化软件，是面向制造行业的CAID/CAD/CAE/CAM高端软件,是当今最先进,最流行的工业设计软件之一.它集合了概念设计.工程设计,分析与加工制造的功能,实现了优化设计与产品生产过程的组合。
被广泛应用于机械、汽车、航空航天、家电以及化工等各个行业。
UG的特点CAD/CAM/CAE三大系统紧密集成。
用户在使用UG强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配及创建工程图等功能时，可以使用CAE模块进行有限元分析、运动学分析和仿真模拟，以提高设计的可靠性；根据建立起的三维模型，还可由CAE模块直接生成数控代码，用于产品加工。
灵活性的建模方式。
采用复合建模技术，将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模及参数化建模融为一体。
参数驱动，形象直观，修改方便。
曲面设计以非均匀有理B样条曲线为基础，可用多种方法生成复杂曲面，功能强大。
良好的二次开发环境，用户可用多种方式进行二次开发。
知识驱动自动化（KDA），便于获取和重新使用知识。
UG 的功能模块UG NX功能非常强大，涉及到工业设计与制造的各个层面，是业界最好的工业设计软件包之一。
UG NX整个系统由大量的模块所构成，可以分为以下4大模块。
一、 GATEWAY模块GATEWAY模块即基础模块，它仅提供一些最基本的操作，如新建文件、打开文件，输入/输出不同格式的文件、层的控制和视图定义等，是其他模块的基础。
这部分其实和其它所有软件的基础都一样，都是互通的。
二、 CAD模块UG的CAD模块拥有很强的3D建模能力，这已被许多知名汽车厂家及航天工业界各高科技企业所肯定。
似乎现在所有的人都觉得UG这个软件生来就应该是为汽车生产商等大型企业服务的，这是一个绝大的误区。
只要是牵涉到生产型的企业都用得上。
CAD模块又由许多独立功能的子模块构成，常用的有：1、 MODELING（建模）模块。
CAD CAM CAE一体化应用
4CAD CAM CAE 一体化解决的技术问题1- 1 - 中文摘要：CAD 即计算机辅助设计 (CAD-Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD. CAD 在机械制造行业的应用最早，也最为广泛。
采用CAD 技术进行产品设计不但可以使设计人员'甩掉图板'，更新传统的设计思想，实现设计自动化，降低产品的成本，提高企业及其产品在市场上的竞争能力. CAE(Computer Aided Engineering)是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法.CAD CAM CAE 的一体化在各个领域均解决了各种技术问题，主要体现在CAD CAM CAE 在模具精锻中的一体化技术的应用，CAD CAM CAE 在汽车领域的一体化应用，在学校的学习中也经常能运用到。
The English abstract: CAD namely Computer Aided Design (CAD) applicants themselves - Computer using Computer and graphics equipment to help designers Design work, the abbreviation CAD. CAD in mechanical manufacturing application originally, also the most widely used. Adopting CAD technology for product design can not only enables designers' dump story-board ', update the traditional design ideas, achieving the design automation, and reduces the production cost, improve enterprise and its products in the market competition ability. CAE (Computer applicants with Computer Aided Engineering) is solving complex Engineering and product structure strength, stiffness, buckling stability, dynamic response and heat conduction, three-dimensional multi-body contact, elastic-plastic mechanical properties such as analytical calculation and optimization design of structure performance problems such an approximation numerical analysis method. CAD CAM integration of CAE in various fields are solved all kinds of technical problems, mainly in CAD CAM CAE in mould precise forging the integration technology, the application of CAD CAM integration of CAE in automotive field application, in the school study often also can apply to.关键字：CAD CAM CAE 一体化 模具一．CAD CAM CAE 介绍CAD 即计算机辅助设计 (CAD-Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作 。
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2012年9月28日9时26分
二、计算机辅助工程的应用范围
几十年来，由于计算机的应用以及测试手段的不断改进和
完善，计算机辅助工程的应用已由弹性力学平面问题扩展
到空间问题、板壳问题，由静力平衡问题扩展到稳定问题、 动力问题和波动问题，分析的对象由弹性材料扩展到塑性、 粘塑性和复合材料等，从固体力学扩展到流体力学、传热 学等连续介质力学领域。
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三、计算机辅助工程技术的发展过程
计算机辅助工程分析起始于20世纪50年代中期，直到20
世纪80年代中期，Байду номын сангаас逐步形成了商品化的通用和专用CAE
软件。一般认为，CAE技术的发展大体可分为三个阶段：
第一阶段为20世纪50~70年代，这一时期的CAE技术处在探索发展阶段。 第二阶段为20世纪70~80年代，这一阶段是CAE技术蓬勃发展时期。 第三阶段为20世纪90年代，这一阶段是CAE技术成熟壮大阶段。
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对线性方程组进行边界条件处理，及线性方程组的处理， 求解处理后的方程组，求得节点位移，再由｛｝[S]
e
｛｝ 求得单元应力。
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1.2采用单元分析计算时，具体划分时应注意：
单元之间不能互相重叠，要与原物体的占有空间相容，即 单元既不能落在原区域外，也不能使区域边界出现空洞。 单元应精确逼近原物体，所有原域的顶点都应取成单元的 顶点，所有网格的表面顶点都应落在原域表面上，所有原 域的边和面都被单元的边和面所逼近。 单元的形状合理。每个单元应尽量趋近于正多边形和正多 面体，不能出现面积很小的二维尖角元或体积很小的三维 薄元。
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四、有限元分析系统的原理、结构与组 成
1、有限元分析系统的原理
有限元法的基本原理是：把要分析的连续体假想地分割 成有限个单元所组成的组合体，简称离散化。这些单元仅
在顶点处相互连接，称这些连接点位节点。而且它们相互 连接在有限个节点上(图5-1)P76，承受等效的节点载荷， 并根据平衡条件进行分析，然后根据变形协调条件把这些 单元重新组合起来，成为一个组合体，再综合求解。
1、单元剖分
根据连续弹性体的形状，选择（图5-2）所示的单元类型，将该弹性 体分割成许多个有限大小的单元，并为单元和节点编号。
2、单元特征分析
e 以节点位移｛d｝ 为基本未知量，选择一个单元位移函数后，进行一下 工作：
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e
用节点位移表示单元位移，即｛f｝5[N]｛｝。 通过几何方程用节点位移表示单元应变，即｛e｝[B]
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1.1
几种常用的单元类型如图（5-2）P76
按维数分：
一维单元：包括线性、二次、三次梁单元。 二维单元：包括线性、二次和三次的三边形和四 边形单元。 三维单元：分为厚壳单元和体单元；厚壳单元包 括线性、二次和三次的楔形和方形单元。体单元 包括线性、二次和三次的四面体、楔形体和六面 体单元。
2、有限元分析系统的结构与组成
CAE软件的有限元分析程序系统主要由前置处理程序、主分析程 序和后置处理以及用户界面、数据管理系统与数据库、共享的基 础算法等部分组成，基本结构（图5-4）
各个组成件的功能：
前置处理程序的基本任务是根据输入对象的几何信息进行 有限元几何造型，按照用户拟定的计算机模型自动生成网 格，以及进行不同密度网格间的转换和修补等。 主分析程序用于工程的有限元分析，它由若干个功能库和 子库组成，这些库通过连接模块连接成整体。 后置处理功能主要包括绘制应力、应位移、速度和加速度 等空间和时间变化的曲线图。 用户界面模块中有弹出式下拉菜单、对话框、数据导入与 导出宏命令，以及相关的GUI图符。
普通高等教育规划教材
CAD/CAM技术
葛友华 主编
机械工业出版社
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第五章 计算机辅助工程
第一节 计算机辅助工程概述
一、计算机辅助工程的概念
计算机辅助工程（CAE）是以现代计算力 学为基础、计算机仿真为手段的工程分析 技术，是实现产品优化设计的重要技术。 CAE技术主要包括有限元法FEM、边界元法 BEM、运动机构分析、气动或流场分析、电 路设计和磁场分析等。
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网格的密度分布合理，分析值变化梯度大的区域需要细化网格。 相邻单元的边界相容，不能从一个单元的边和面的内部产生另 一个单元的顶点。 分析对象的几何结构、载荷及支承情况均为对称时，可只取其 中一个对称部分的结构进行分析计算。
单元划分后，要对全部单元和节点进行编码。编码分为总体节 点码和局部节点码，前者用于整体分析（图5-3），后者用于单 元分析。对于三角形单元，局部码应按逆时针方向编排。
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不同的CAE软件所采用的数据管理技术差异较大。有文件管理系统、 关系型数据库管理系统及面向对象的工程数据库管理系统。 共享的基础算法，如图行算法、数据平滑算法等。
五、有限元法的基本解法
有限元问题最终可以归结为：在满足边界条件的情况下，求解基本方程。 在实际求解时，先求出某些未知量，再由它们求解其他未知量。其中有 限元法的求解步骤如（图5-5）
e
｛｝。 通过物理方程用节点位移表示单元应力，即｛s｝[S]
e
｛｝。
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e
e
通过最小势能原理用节点位移表示节点力即｛R｝[K] e ｛｝ 。
3、总结结构合成
分析整理各单元刚度矩阵，按照总体节点进行各单元刚度 矩阵的迭加，形成总体刚度矩阵，并建立以总体刚度矩阵 为系数的线性方程组｛R｝[K]｛｝。