计算机辅助工程CAE
CAE(计算机辅助工程)技术及其应用
材料力学和弹性力学研究的对象都是弹性范围 内的小变形，对于大变形、塑性问题等工程实 际中经常遇到的问题，皆无能为力。
理论上的缺陷为工程实际的计算和产品的优化 设计造成了很大的困难。
（3）计算机辅助工程（CAE）
CAE技术是有限单元法（包括有限条、有限体积、有限差分等）与计 算机结合的产物。 在现代设计流程中，CAE是创造价值的中心环节。事实上，CAE技术 是企业实现创新设计的最主要的保障 。
软件：软件是CAE分析的主体。开发功能强大、易于使用、运 算速度快的分析软件是关键。
六、国外CAE技术的现状
国外对CAE技术的开发和应用真正得到高速的发展和普遍应用则 是近年来的事。这一方面主要得益于计算机在高速化和小型化方 面取得的成就，另一方面则有赖于通用分析软件的推出和完善。
各国都在投入大量的人力和物力，加快人才的培养。
CAE从60年代初在工程上开始应用到今天，已经历了30多年的 发展历史，其理论和算法都经历了从发展到日趋成熟的过程， 现已成为工程和产品结构分析中（如航空、航天、机械、土木 结构等领域）必不可少的数值计算工具。
CAE的应用领域由最初的固体力学发展到热传导、流体动力学、 电场分析、磁场分析以及多场耦合等领域。 在力学领域的应用已由最初的强度、刚度问题发展到屈曲稳定 性、动力响应、接触问题、弹塑性、大变形等力学性能的分析 计算以及结构性能的优化设计等。
确解。 2、应力近似解在精确解上下振荡。在单元内，某些点上的近
似解等于精确解。。
u a1 a2x a3 y v a4 a5x a6 y
三、CAE技术在工程中的应用举例
早在70年代初期就有人给出结论：有限元法在产品设计中的应 用，使机电产品设计产生革命性的变化，理论设计代替了经验 类比设计。
计算机辅助工程(CAE)
计算机辅助工程(CAE)计算机辅助工程(CAE)是指借助计算机及相关技术，对工程设计、生产制造等领域中的问题进行模拟、分析、优化和验证的一种综合性技术。
CAE具有高效、精确和节省成本等优点，在如今信息技术高速发展的时代，已经成为各个行业中不可或缺的重要工具。
一、CAE的基本概念计算机辅助工程(CAE)指的是利用计算机软件和硬件技术，对工程设计、仿真分析、工艺规划、生产制造等过程中的问题进行模拟、分析、优化和验证的一种复杂的系统集成技术。
CAE涉及到数学、物理、材料、工艺等众多学科，并融合了计算机科学、信息技术、几何造型学、控制工程等多个交叉领域的知识，是一种典型的多学科、跨学科的综合性技术。
CAE技术的功能主要有以下几个方面：1. 模拟仿真分析通过对相关工程问题的建模和仿真，可以实现对工作原理、性能特点和发生的问题等各种情况的分析和研究。
例如，对汽车发动机的燃烧室进行模拟，可以优化燃烧室的形状和尺寸，提高燃烧效率，减少污染物的排放。
2. 工厂数字化设备在生产制造和工艺规划中，利用CAE技术可以对工厂和设备进行全面的数字建模和仿真，以提高生产效率和质量水平，对生产设备进行评估和选择，提高生产效率和工艺流程的优化。
3. 产品设计与开发利用CAE技术可以对产品进行数字化建模和仿真，以提高产品质量和工艺流程的优化，在产品开发过程中，CAE技术可以对产品进行全面分析和优化，从而提高产品的性能指标和市场竞争力。
二、CAE技术在工程设计中的应用在工程设计中，CAE技术的应用可以实现工作流程的数字化，提高数据精度和准确性，进而提高效率降低成本。
1. 数字化建模：CAE技术可以对各类工程设计问题进行数字化建模，使工程的各项指标可以进行全面的模拟和分析。
2. 动力学分析：CAE技术可以对各种机械和结构的动力学性能进行全面分析和优化，使其在设计之初满足指定应力、刚度和容许变形等要求。
3. 流体力学分析：CAE技术可以对工程中涉及的流体力学问题进行分析和优化，如空气动力学，流量分析等，以使设计出的工作流程具有更好的流体性能。
cae工程师 职责
cae工程师职责CAE工程师职责CAE（Computer-Aided Engineering）工程师是指利用计算机辅助工程技术进行工程设计与分析的专业人员。
他们在产品设计和研发过程中扮演着重要的角色。
下面将介绍CAE工程师的职责和工作内容。
1. 产品设计支持：CAE工程师利用计算机辅助工程软件，对产品进行设计和模拟分析。
他们可以根据不同的需求和要求，通过调整产品的几何形状、材料属性和工艺参数等，来优化产品的性能和功能。
2. 数值分析：CAE工程师使用有限元分析（FEA）等数值分析方法，对产品的结构、热流、流体力学等进行模拟和分析。
通过数值计算和仿真，他们可以预测产品在不同工作条件下的性能和行为，并对设计进行优化。
3. 产品可靠性评估：CAE工程师可以通过模拟产品在各种工作条件下的使用情况，评估产品的可靠性和寿命。
他们可以分析产品的强度、刚度、疲劳寿命等关键参数，为产品的改进和升级提供依据。
4. 故障分析和优化：当产品出现故障或性能不达标时，CAE工程师可以利用CAE工具和技术，对故障原因进行分析和诊断。
他们可以通过模拟和仿真，找出故障点并提出改进措施，以提高产品的可靠性和性能。
5. 制造工艺优化：在产品设计过程中，CAE工程师可以与制造工程师合作，对产品的制造工艺进行优化。
他们可以通过模拟和分析，评估不同的生产工艺对产品质量和成本的影响，并提出改进建议。
6. 新技术应用：CAE工程师需要关注行业的最新技术和发展趋势，将其应用到产品设计和分析中。
他们可以探索新的仿真方法和工具，提高工作效率和分析精度。
7. 报告和沟通：CAE工程师需要编写和撰写分析报告，将分析结果和建议向项目团队和管理层进行沟通。
他们还需要与其他工程师和相关部门进行协调和合作，共同解决设计和分析中的问题。
8. 持续学习：作为工程技术领域的专业人员，CAE工程师需要不断学习和更新知识。
他们需要了解最新的CAE工具和技术，提高自己的技能和能力。
cae名词解释
cae名词解释
CAE，即计算机辅助工程，是一个包含了许多独立的计算机科学技术的领域，旨在帮助工程师们在设计和维护其中的各种产品和过程上，提供详细和精确的仿
真和分析。
这些技术提供了大量的工具和程序，可以提高操作的效率和质量，从而达到优化设计和创新的目标。
CAE的主要领域包括有限元分析（FEA），计算流体动力学（CFD），多体动力学（MBD）和优化。
这些技术在几乎所有的工业领域中都有应用，包括航空航天，汽车，消费品，电子和生物医学等。
有限元分析是CAE应用中的一种数学模型，它通过将一个物体或系统分解为
许多小的、互连的部分（称为"元素"），然后分别对这些元素进行模拟和分析，以理解和预测其在特定条件下的行为和响应。
计算流体动力学是另一种重要的CAE技术，它用于模拟并预测流体在特定条
件下的行为。
这种技术可以应用于一系列的应用中，包括燃烧，空气动力学，天然和人工流体流动等。
多体动力学是用于模拟和分析由多个刚体或柔性体组成的复杂系统的动态行为。
这种技术在许多领域中都有应用，如车辆动态，机械系统，机器人和生物力学等。
优化是CAE的另一个主要领域，其目标是找出在特定约束条件下达到特定目
标的最佳方法或策略。
这可以是设计优化，过程优化，结构优化，或者任何其他需要优化的元素。
总的来说，计算机辅助工程（CAE）是一种先进的科学技术工具，对于推动工业创新和提高效率有着重要的作用。
2024年CAE市场前景分析
2024年CAE市场前景分析1. 引言计算机辅助工程（CAE）是一种利用计算机技术对工程领域中的设计、分析和优化进行支持的方法。
随着科技的不断进步和全球市场对高品质产品的不断需求，CAE市场前景变得极为广阔。
本文将对CAE市场未来的发展进行分析，并探讨其市场前景。
2. CAE市场概览CAE市场是一个多元化、竞争激烈的市场。
它包括了众多的子领域，例如：有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）、多体动力学（MBD）等等。
根据市场研究机构的数据，全球CAE市场规模正在稳步增长，预计未来几年将保持相对稳定的增长趋势。
3. CAE市场驱动因素3.1 技术进步随着计算机硬件和软件技术的不断进步，CAE技术也得到了长足发展。
高性能计算机的出现使得复杂的工程分析和建模成为可能。
同时，新的模拟方法和算法的发展为工程师提供了更准确和高效的工具，促进了CAE市场的增长。
3.2 成本削减传统的物理试验需要巨大的投资和时间，而CAE技术可以通过模拟和仿真快速验证设计方案，减少试验成本和时间。
这在制造业和工程设计领域尤为重要。
3.3 市场需求全球市场对高品质产品的需求正在不断增加。
CAE技术可以帮助设计师提高产品的质量和性能，在常规设计方法中很难达到的要求。
此外，全球竞争的加剧也推动了CAE技术的应用，以提高企业的技术竞争力。
4. CAE市场的挑战4.1 技术复杂性CAE技术要求工程师具备一定的数学、物理和计算机背景知识。
这对于传统工程师来说可能是一个挑战，需要进行持续的专业培训和学习。
4.2 软件和硬件成本高端的CAE软件和计算机硬件是昂贵的投资，对于中小企业来说可能不易承担。
此外，随着技术的不断更新和升级，软件和硬件的维护和更新成本也会增加。
5. CAE市场的发展趋势5.1 云计算与软件即服务（SaaS）云计算和软件即服务（SaaS）的出现为CAE市场带来了新的发展机遇。
云计算能够提供更强大的计算能力，解决了CAE计算过程中的瓶颈问题。
CAE解决方案
CAE解决方案一、背景介绍计算机辅助工程（Computer-Aided Engineering，简称CAE）是利用计算机技术和数值分析方法来模拟和分析工程问题的一种方法。
CAE解决方案是指为了解决特定工程问题而采用的CAE软件、工具和技术的综合应用。
本文将详细介绍CAE 解决方案的相关内容。
二、CAE解决方案的重要性1. 提高工程设计效率：CAE解决方案可以帮助工程师在虚拟环境中进行设计和分析，避免了传统实验方法的时间和成本消耗，大大提高了工程设计效率。
2. 优化产品设计：通过CAE解决方案，工程师可以进行多种设计方案的模拟和比较，从而找到最优化的产品设计方案，提高产品的性能和质量。
3. 减少产品开发周期：采用CAE解决方案可以在产品开发的早期阶段就进行模拟和分析，及时发现和解决问题，从而减少了产品开发周期。
4. 降低产品开发成本：传统的实验方法需要大量的物理样品和实验设备，而CAE解决方案可以在计算机上进行模拟和分析，大大降低了产品开发的成本。
三、常用的CAE解决方案1. 结构分析解决方案：用于预测和评估结构在不同载荷下的应力、变形和疲劳寿命等性能，常用的软件有ANSYS、ABAQUS等。
2. 流体分析解决方案：用于模拟和分析流体在不同工况下的流动、压力和温度等特性，常用的软件有FLUENT、STAR-CCM+等。
3. 电磁场分析解决方案：用于模拟和分析电磁场在不同频率下的分布和特性，常用的软件有CST Studio Suite、HFSS等。
4. 热传导分析解决方案：用于模拟和分析热传导过程中的温度分布和热流量等参数，常用的软件有COMSOL Multiphysics、ANSYS等。
5. 声学分析解决方案：用于模拟和分析声波在不同介质中的传播和衰减等特性，常用的软件有LMS b、ABAQUS等。
四、CAE解决方案的应用案例1. 汽车行业：利用CAE解决方案可以进行汽车结构的强度和刚度分析，优化车身结构，提高汽车的安全性和舒适性。
计算机辅助工程(CAE简介演示
BEM适用于求解具有复杂边界条件的问题，如电磁场、波动 等问题。与有限元法相比，边界元法在处理边界复杂的问题 时更为有效。
离散元素法（DEM）
总结词
离散元素法是一种用于模拟颗粒状材料行为的数值方法。
详细描述
DEM通过将颗粒状材料离散化为一系列刚性或柔性单元，模拟颗粒之间的相互作 用和运动。DEM广泛应用于土壤力学、矿物加工、混凝土结构等领域。
03
CAE在产品设计中的应用
结构优化设计
总结词
通过模拟和分析，优化产品结构，提 高产品性能和可靠性。
详细描述
利用CAE技术，可以对产品结构进行 模拟和分析，找出结构中的薄弱环节 ，优化产品设计，提高产品性能和可 靠性，减少试验次数和成本。
流体动力学分析
总结词
预测流体与产品之间的相互作用，优化产品性能。
要点二
详细描述
CAE技术在汽车工业中主要用于设计和优化车身结构、底 盘系统和发动机部件等，提高车辆性能和安全性。在航空 航天领域，CAE用于设计和优化飞机和航天器的结构和性 能，确保其安全可靠。在机械和电子领域，CAE用于分析 机械设备的运动和动力学特性、电子产品的电磁场和热场 等。在建筑领域，CAE用于设计和优化建筑结构和建筑材 料等，提高建筑物的安全性和耐久性。
详细描述
在产品设计中，疲劳寿命是一个重要的性能指标。通过CAE软件，工程师可以对产品进 行疲劳寿命预测，分析其在长时间使用过程中可能出现的疲劳损伤和失效模式。基于这
些分析结果，可以对产品设计进行优化，提高其疲劳寿命。
振动与噪声分析
总结词
CAE技术可用于分析产品的振动和噪声性能，帮助工程 师预测和控制产品在使用过程中的振动和噪声水平。
01
cae是什么意思
cae是什么意思cae的中文意思是什么?它具体指的是什么?下面是店铺给大家整理的cae是什么意思，供大家参阅!cae是什么意思指工程设计中的计算机辅助工程CAE(Computer Aided Engineering)，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。
而CAE软件可作静态结构分析，动态分析;研究线性、非线性问题;分析结构(固体)、流体、电磁等。
CAE发展历史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。
CAE从60年代初在工程上开始应用到今天，已经历了50多年的发展历史，其理论和算法都经历了从蓬勃发展到日趋成熟的过程，现已成为工程和产品结构分析中(如航空、航天、机械、土木结构等领域)必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续力学各类问题的一种重要手段。
随着计算机技术的普及和不断提高，CAE系统的功能和计算精度都有很大提高，各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生，并已成为结构分析和结构优化的重要工具，同时也是计算机辅助4C系统(CAD/CAE/CAPP/CAM)的重要环节。
CAE系统的核心思想是结构的离散化，即将实际结构离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决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。
其基本过程是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域，即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体;通过将连续体离散化，把求解连续体的场变量(应力、位移、压力和温度等)问题简化为求解有限的单元节点上的场变量值。
此时得到的基本方程是一个代数方程组，而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组。
CAE解决方案
CAE解决方案概述：计算机辅助工程（CAE）是一种利用计算机技术和数值分析方法来模拟和分析工程问题的方法。
CAE解决方案是为了帮助工程师和设计师在产品设计和工程分析过程中提供全面的支持和解决方案。
本文将详细介绍CAE解决方案的定义、应用领域、优势、流程以及一些成功案例。
定义：CAE解决方案是指利用计算机辅助工程技术和软件工具来进行工程问题的模拟、分析和解决的综合方案。
通过数值计算、仿真和优化方法，CAE解决方案能够帮助工程师和设计师在产品设计和工程分析过程中快速、准确地评估和改进产品性能。
应用领域：CAE解决方案广泛应用于各个工程领域，包括机械工程、航空航天工程、汽车工程、电子工程等。
在机械工程中，CAE解决方案可以用于结构分析、热传导分析、流体力学分析等。
在航空航天工程中，CAE解决方案可以用于飞行器设计、空气动力学分析、燃烧模拟等。
在汽车工程中，CAE解决方案可以用于碰撞仿真、噪声振动分析、燃烧模拟等。
在电子工程中，CAE解决方案可以用于电磁场分析、电路仿真、散热分析等。
优势：CAE解决方案具有以下几个优势：1. 提高工程设计效率：CAE解决方案可以通过计算机仿真和优化方法，快速评估和改进产品性能，节省设计时间和成本。
2. 提高产品质量：通过CAE解决方案，工程师和设计师可以在产品设计过程中发现和解决潜在问题，提高产品的可靠性和性能。
3. 降低风险：CAE解决方案可以帮助工程师在产品设计和工程分析过程中预测和评估各种工程风险，减少产品开发过程中的不确定性。
4. 提供全面的工程分析能力：CAE解决方案提供了多种工程分析方法和工具，可以满足不同工程问题的需求，如结构分析、热传导分析、流体力学分析等。
流程：CAE解决方案的实施通常包括以下几个步骤：1. 问题定义：确定需要解决的工程问题和目标。
2. 模型建立：根据问题定义，建立相应的数值模型，包括几何模型、材料属性、边界条件等。
3. 边界条件和加载设置：根据实际工况和要求，设置模型的边界条件和加载条件。
CAE的意义
CAE的意义计算机辅助工程（Computer-Aided Engineering，简称CAE）是一种利用计算机辅助来解决工程问题的技术手段。
CAE技术广泛应用于机械、航天、船舶、汽车、电子等领域，并且在工程设计、模拟分析、工艺规划等方面得到了广泛的应用。
下面将从以下几个方面介绍CAE的意义。
提高工作效率传统的工程设计与分析存在大量的实验和试错过程，这不仅费时费力，而且成本十分高昂。
而CAE技术可以通过建立工程模型，利用计算机仿真分析，在计算机上进行仿真试验，大大缩短开发时间，降低开发成本。
在机械工程设计领域中常用的有有限元分析、计算流体力学和多体动力学等CAE方法，通过使用这些方法，可以模拟物理机制和工程工作状态，并利用计算机对数据进行深度分析和处理，达到最佳设计效果。
可重复性和准确性CAE技术在工程分析中要求显著的科学原则和理性方法来分析物理和化学现象。
因此，CAE技术在工程设计和分析方面有着很高的准确性和可靠性。
同时，CAE技术的可重复性是非常强的，可以多次修改和完善模型，在针对各种可能性做出最佳决策之前，多次模拟试验，从而最大程度减少工程设计中的错误。
增强可视化与人机交互CAE技术在工程分析中增加了可视化和人机交互的管理手段。
利用高质量的图形和人机交互式管理系统，工程师能够对工程模型进行三维可视化，可以在仿真分析中做出快速而准确的判断，使得设计和分析结果更加清晰易懂，并更好地与客户交流。
同时，一些CAE软件提供团队协作平台，可通过网络进行数据共享，快速集成全组的意见，根据客户需求吸纳和更新设计要求。
促进技术创新CAE技术极大地促进了技术创新的推进。
通过CAE技术，工程师们可以在计算机模拟系统中进行仿真和分析，从而建立最佳的工程模型。
这不仅推动了工业技术的发展，也对各个技术领域的技术研究和发展起到了积极的作用。
提升产业竞争力CAE技术被广泛地应用在各个行业，通过它，企业可以快速准确地设计和开发产品或生产系统，把新产品或生产系统在短时间内推向市场。
计算机辅助工程CAE3篇
计算机辅助工程CAE第一篇：CAE概述计算机辅助工程（Computer Aided Engineering，简称CAE），指利用计算机来模拟、分析和优化工程设计的一种工程技术。
它是行业界和学术界广泛使用的技术手段，有着广泛的应用领域，如航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
CAE的核心是利用计算机对设计进行大规模的模拟、分析和优化，从而减少实际体验和测试的次数和成本。
CAE的主要任务涉及对结构、热量、气流、声波、电子设计及优化等方面进行模拟和分析，帮助工程师对物理系统进行更好的理解和调整。
其主要优势包括：加速工程设计过程，提高产品质量和性能，提升可靠性及降低成本。
CAE技术的应用是非常广泛的，其中包括结构力学、流体力学、传热学、电磁学、声学、多体动力学等等。
在结构分析领域，CAE技术可以优化设计，降低材料的损失，减少重量和体积；在流体力学领域，CAE技术可以模拟气体和液体的流动情况，并理解其在系统中的表现；在电磁学领域，CAE技术可以帮助工程师设计出更高效的产品，提高工作效率和产量。
总之，CAE是一项发展迅速的技术，其应用将在未来继续扩大范围。
第二篇：CAE的主要应用CAE技术是一个非常广泛的概念，涵盖了很多领域，下面我们将简要介绍CAE技术在几个主要领域中的应用。
首先是航空航天领域，CAE在此领域的应用主要是为设计、生产和维护航空器提供技术支持。
通过CAE技术，可以对航空器结构进行分析，确定物理参数，同时进行工作条件下的模拟，最终确定航行条件和飞行器的性能。
此外，CAE还可以用于航空器的气动外形优化，提高飞行效率。
其次是电子领域，CAE在此领域主要用于电子产品设计和制造。
通过对电子元件进行模拟和仿真，确定电路特性及其参数，并且在此基础上进行电路设计和优化。
通过CAE技术的应用，可以提高电子产品的工作效率和可靠性。
再次是汽车行业，CAE在此领域主要用于汽车设计和生产。
在汽车制造的过程中，CAE技术可以对汽车的结构和材料进行分析，确定汽车的设计和制造方案、同时进行模拟和优化。
计算机辅助工程CAE十大品牌简介
多物理场耦合分析
未来CAE技术将更加注重多物理场耦合分析，解决 复杂工程问题，提高仿真精度和综合性。
人工智能与机器学习助力
人工智能和机器学习技术在CAE领域的应用 将逐渐普及，提升自动化程度，加速仿真流 程，减少人工干预。
CAE品牌合作与生态圈建设
跨界合作与产业链整合
CAE品牌将积极与上下游企业合作，共同打造完整的工程仿真分析产业链，提供更全面的解决方案。
计算机辅助工程 CAE十大品牌简介
汇报人： 日期:
contents
目录
• CAE概述 • 十大CAE品牌简介 • 其他优秀CAE品牌 • CAE品牌比较与选择 • CAE品牌未来展望与发展趋势
01
CAE概述
CAE的定义与意义
定义
计算机辅助工程（Computer-Aided Engineering，简称CAE）是工程技术领域中的一种数值模拟技 术。
如何选择合适的CAE品牌
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
明确需求
在选择CAE品牌前，首 先要明确自己的工程仿 真需求，包括所需的分 析类型、模型规模以及 预算等。
试用体验
在决定购买前，尝试申 请各品牌的试用版进行 实际体验，以评估软件 的易用性、性能以及是
否符合自身需求。
技术支持与培训
了解各品牌的技术支持 与服务政策，包括服务 响应时间、培训资源以 及用户社区等，以确保 在使用过程中能够获得
品牌三
3DEXPERIENCE平台提供者。
VS
Dassault Systèmes以其 3DEXPERIENCE平台而著名，该平台 为企业提供全面的CAE解决方案。通 过该平台，企业可以在产品的整个生 命周期中管理、仿真和优化性能，从 而提高产品质量，减少物理原型需求 ，并加速产品上市。
计算机辅助工程——CAE
能。质量特性分析命令通知CAD系统并返回数值，从而可生成分析
质量、边界框、质心、惯性矩、惯性积等几何参数。
• 对制造企业的重要性：与CAD系统共同确定零件的标准；
CAD数据文件的传送与共享。
• 与DFMA结合：从质量分析软件获得数据； 从质量特性分析软件获得精准参数值。
3.3 其他CAE设计和分析软件
DFMA的最大成效在于产品零件数量的减少。独立零件之间的结合
面是产品失效和质量低下的主要根源，可提高产品质量，减少总成 本。同时也减少了冲压模、铸模、冲压机、装配操作、库存、物料 运输和各类技术文件数量，增加产品可靠性。
• DFMA的人工方法：
• DFMA方法有人工和基于计算机两种。
• 从人工方法来看，在设计期间，DFMA逐一向设计人员询问有关零 件功能、材料限制和装配时零件存取等问题。DFMA软件计算装配 时间、产品成本和理论上的基准最小零件数。目的是获得最高的零 件生产成本效率。
瞬时动态分析
固有频率分析 热传导分析 运动分析 流动性分析
机械运动分析
FEA成功的关键在于选择网格，网格单元在结点处连接。网格单元的大小和位置 对获得有效的结果至关重要。通常几何实体上某处要求分析的效果越明显，网格 单元越小。
3.2 质量特性分析
• 对分析产品零件的重要性：质量特性分析是设计中常用到的CAE功
• 回路分析软件：完成电子电路的数字分析以确定电子的性能和极端
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。
计算机辅助工程(CAE)
CAE方法体系—数值分析工具箱
• 有限差分法：最早的数值分析方法，使用结构化网格，不 需要域积分，建模、计算简单。适于分析几何形状简单的问 题，尤其是流动性问题。商业软件很少。
CAE方法体系—数值分析工具箱
• 有限体积法：一种特殊形式的有限元法（欧拉结构化网 格）。多用于分析流体动力学问题。被大多数商业流体分析 软件采用，如FLUENT,CFX…
CAE的未来—虚拟工程Biblioteka CAE方法体系—数值分析工具箱
• 边界元法：仅在分析域的边界上划分网格，适于分析无界、 连续介质问题，如声学问题和波的传播问题。商业软件很少。
CAE方法体系—数值分析工具箱
• 无网格法：是一种最新的数值分析方法。多用于分析受网 格划分的限制，采用有限元法而不易解决的问题。如大变形、 裂纹扩展、爆炸等，商业软件很少。
什么是计算机辅助工程（CAE）
• CAE系统的核心思想是结构的离 散化，即将实际结构离散为有限 数目的规则单元组合体，实际结 构的物理性能可以通过对离散体 进行分析，得出满足工程精度的 近似结果来替代对实际结构的分 析，其基本过程是将一个形状复 杂的连续体的求解区域分解为有 限的形状简单的子区域，通过将 连续体离散化，把求解连续体的 场变量（应力、位移、压力和温 度等）问题简化为求解有限的单 元节点上的场变量值。
CAE的未来
• CAD /CAE /CAM /PLM 的软件被广泛应用，其价格低 廉（“CAE计算器”） • 每个工程师都具备CAE的知识和能力 • 大规模、多尺度、多场耦合分析，虚拟工程 • CAE全球化（如中国、印度的工程师承接美国的CAE 项目） • 在线分析：基于新一代的高速因特网实现软件共享， 协同分析 • 打好基础，做好准备，适应未来发展的需要
cae技术的使用流程有哪些
CAE技术的使用流程有哪些1. 简介CAE（Computer-Aided Engineering）即计算机辅助工程，是一种通过计算机软件模拟各种工程问题解决方案的技术。
它可以在产品设计阶段预测产品性能、优化设计方案，并降低实际测试和制造的成本。
本文将介绍CAE技术的使用流程，并列出主要步骤和工具。
2. CAE使用流程概述CAE技术的使用流程通常包括以下几个主要步骤：2.1. 问题定义和建模在CAE分析之前，首先需要明确待解决的问题，如优化产品设计、预测产品性能等。
然后，根据问题的特点进行建模，将问题抽象为数学模型，并选择相应的数值方法和算法。
2.2. 前处理前处理阶段是进行CAE分析的准备阶段。
在这个阶段，需要将建模阶段得到的模型导入到CAE软件中，并进行材料属性、边界条件和加载条件等的定义和设置。
此外，还需要对模型进行几何网格剖分和单元类型的选择。
2.3. 求解和后处理求解阶段是CAE分析的核心阶段，通过数值计算方法对模型进行求解，得到数值解。
求解会消耗大量计算资源，需根据所用的CAE软件和计算机配置进行合理规划。
求解完成后，进入后处理阶段。
后处理阶段包括结果的可视化和分析，如生成各种图表、动画和报告等。
通过后处理，可以直观地观察分析结果，并基于结果做出合理的决策。
2.4. 结果验证和优化CAE分析的结果通常需要与实际测试结果进行比较，以验证模型的准确性和可靠性。
根据测试结果和分析结果之间的差异，可以针对问题进行优化和改进。
优化方法可以是参数优化、拓扑优化等。
3. CAE使用的主要工具在CAE技术的使用流程中，有一些主要的工具被广泛采用：3.1. 有限元分析软件（FEA）有限元分析软件是CAE技术使用中最常用的工具之一。
它可以将复杂的物理模型分割成许多简单的有限元单元，并对每个单元进行数值计算，从而得到整个模型的数值解。
常见的有限元分析软件有ANSYS、ABAQUS等。
3.2. 计算流体力学软件（CFD）计算流体力学软件主要用于模拟气体和液体在力学和热学方面的行为。
CAE解决方案
CAE解决方案一、背景介绍计算机辅助工程（Computer-Aided Engineering，简称CAE）是指利用计算机技术和数学方法对工程问题进行分析、计算和摹拟的过程。
CAE解决方案是指通过使用CAE软件和工具来解决工程问题的方法和策略。
本文将详细介绍CAE解决方案的标准格式。
二、问题描述在工程设计和分析过程中，往往需要进行各种摹拟和计算，以评估产品的性能、耐久性和安全性。
传统的试验方法费时费力，并且成本较高。
因此，使用CAE解决方案可以更加高效地进行工程分析和设计。
三、解决方案1. CAE软件选择根据具体的工程问题和需求，选择适合的CAE软件。
常用的CAE软件包括ANSYS、ABAQUS、SolidWorks Simulation等。
这些软件提供了各种分析工具和模块，可以满足不同类型的工程分析需求。
2. 模型建立根据工程问题的具体要求，使用CAD软件或者CAE软件自带的建模工具，建立几何模型。
模型的准确性和精度对于分析结果的准确性至关重要。
3. 材料属性定义根据实际材料的力学性质和特性，为模型中的各个部份定义材料属性。
这些属性包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。
通过准确定义材料属性，可以更真实地摹拟工程问题。
4. 载荷和约束定义根据工程问题的要求，为模型定义适当的载荷和约束条件。
这些载荷和约束可以是力、压力、温度、位移等。
通过准确定义载荷和约束条件，可以摹拟真正的工作环境。
5. 网格划分将几何模型划分为离散的小单元，即网格。
网格的划分对于分析结果的准确性和计算效率至关重要。
合理的网格划分可以提高计算效率，同时保证分析结果的准确性。
6. 分析设置根据工程问题的要求，设置分析的类型和参数。
常见的分析类型包括静力学分析、动力学分析、热分析等。
通过合理设置分析参数，可以得到准确的分析结果。
7. 求解和后处理通过CAE软件进行求解，得到工程问题的分析结果。
根据需要，进行后处理操作，如绘制应力云图、位移云图、变形云图等。
cae 仿真 术语
cae 仿真术语CAE仿真术语CAE（Computer-Aided Engineering）是指计算机辅助工程，是一种利用计算机技术来模拟和分析工程问题的方法。
CAE仿真术语是在CAE领域中常用的专业术语，下面将介绍几个常见的CAE仿真术语及其含义。
1. 网格划分（Meshing）：在进行CAE仿真之前，需要将所研究的对象划分成小块，每个小块称为网格。
网格划分是CAE仿真的基础，不同的网格划分方式会对仿真结果产生影响。
2. 边界条件（Boundary Condition）：边界条件是指在CAE仿真中对仿真对象边界处所设定的条件。
例如，对流体流动的仿真中，边界条件可以是流体的入口速度、出口压力等。
边界条件的设置对于仿真结果的准确性至关重要。
3. 材料模型（Material Model）：在CAE仿真中，仿真对象的材料特性需要通过材料模型来描述。
材料模型可以包括材料的弹性性质、塑性性质、热传导性质等。
选择合适的材料模型可以更准确地模拟仿真对象的行为。
4. 求解器（Solver）：求解器是进行CAE仿真计算的核心软件。
根据所模拟的物理现象和所设定的边界条件，求解器可以通过数值计算方法来求解仿真对象的行为。
不同的求解器适用于不同的仿真问题。
5. 后处理（Post-processing）：在进行CAE仿真后，需要对仿真结果进行后处理，以便更好地理解仿真结果。
后处理可以包括结果的可视化、数据的提取和分析等。
通过后处理，可以得到对仿真对象行为的深入认识。
6. 敏感度分析（Sensitivity Analysis）：敏感度分析是指通过改变仿真模型中的某些参数，来评估这些参数对仿真结果的影响程度。
敏感度分析可以帮助确定哪些参数对仿真结果具有重要影响，从而优化仿真模型。
7. 验证与验证（Validation and Verification）：在进行CAE仿真之前，需要对仿真模型进行验证和验证。
验证是指通过与实验数据的对比来确定仿真模型的准确性，验证是指通过与其他已验证模型的对比来确定仿真模型的可靠性。
cae概念
cae概念
CAE（Computer Aided Engineering）是指计算机辅助工程，它是一种利用计算机技术来辅助工程设计、分析、优化和模拟的方法。
CAE 可以帮助工程师在设计和开发产品时更好地理解和预测产品的性能、行为和可靠性。
CAE 技术通常包括以下几个方面：
1. 有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）：用于分析结构的应力、应变和变形等。
2. 计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）：用于分析流体流动、传热和传质等。
3. 多体动力学（Multi-body Dynamics，MBD）：用于分析机械系统的运动和动力学行为。
4. 优化设计：用于寻找最佳的设计方案，以满足特定的性能要求和约束条件。
5. 模拟和可视化：用于创建产品的虚拟模型，以便进行测试和评估。
CAE 技术可以应用于各种工程领域，如机械工程、航空航天工程、汽车工程、土木工程、电子工程等。
它可以帮助工程师在设计阶段就发现潜在的问题和缺陷，并进行优化和改进，从而减少实物试验的次数和成本，提高产品的质量和可靠性。
总之，CAE 是一种重要的工程工具，它可以帮助工程师更好地理解和预测产品的性能和行为，从而提高设计效率和产品质量。
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计算机辅助工程CAE---------2012.11.101.1、举例说明工程实际中计算机辅助工程的问题。
P3答：借助CAE技术，一家英国的汽车业咨询公司TWR短时间内(15周)完成一个紧凑型家庭轿车全尺寸模型的设计、验证和制造。
通过使用非线性仿真软件MS C.Dytran和MSC.Ma r c重现世贸大楼倒塌全过程，美国政府的研究人员们找到了为科么世贸大楼在仅仅一个小时之内就坍塌了的原因。
1.3、传统的工程分析和计算机辅助工程分析的异同点?答：（1）共同点：所遵循的步骤和摸型完全一致；（2）不同点：计算机辅助的工程分析部分由计算机全自动的来处理，另外一部分则由工程师和计算机互相协调来进行；传统工程分析则完全由工程师自己完成。
1.5、传统的机械产品或工程设计与现代机械产品或工程设计的异同点。
P3答：(1]共同点：保证性能指标；保证可靠性、使用寿命；最大限度降低成木。
（2）不同点：①依据理论: 传统的机械产品依据材料力学、理论力学、弹性力学公式；现代机械产品借助于计算机和CAE(Computea} Aided Engineering软件。
②传统的机械产品进行简化，计算精度较低，为保证设备的安全可靠运行，加大安全系数，导致结构尺寸过大，浪费材料，造成结构性能地降低；现代机械产品高速、高效、高精度、低成木、节省能源和高性能。
③传统的机械产品采用串联设计：设计，制造或施上，物理样机或工程结构，性能测试和评价，改进设计，反复循环；现代机械产品采用并行设计:借助于计算机和CAE软件进行，设计，分析计算，仿真，改进设计，设计阶段性能测试和评价，直至满足设计要求，加工制造，物理样机或工程结构，性能测试和评价，改进。
④传统的机械产品研发周期长，费用高，性能很难保证；现代机械产品研发周期短，费用相对较低，性能容易保证。
1.7、简述CAE软件的结构与功能。
P5答：（1）现行CAE软件的基木结构包含以下模块：前处理模块，有限元分析模块，后处理模块，用户界面模块、数据管理系统与数据库、专家系统、知识库。
(2) C A E的作用： 1.增加设计功能、借助计算机分析计算.确保产品设计的合理性，减少设计成本； 2.缩短设计和分析的循环周期；3.CAE分析起到的“虚拟样机”作用在很大程度上代替代了传统设计中资源消耗极大的“物理样机验证设计”过程虚拟样机作用能预测产品在整个生命周期内的可靠性；4.采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成木； 5.在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题；6.模拟各种试验方案，减少试验时间和经费；7.进行机械事故分析，查找事故原因。
2.1、简述材料力学研究工程问题的范畴和方法。
答：材料力学主要研究杆梁柱在载荷作用下的应力应变位移等，只限于简单的载荷和一般载荷。
方法：理论分析法：对实际问题进行合理抽象和转化，建立力学数学模型，并进行理论分析，给出问题的答案；试验方法：用实验直接解决工程问题，验证理论分析的正确性，确保理论分析的参数。
3.1、有限元的基本思想和基本概念是什么? P18-24答：有限元的基本思想：把作为对象的物体分割成小部分并输入边界条件把各个小部分的结构特征用公式近似，把这些小的部分组合起来就可得到力的平衡，以结果求的单元内部的应力应变位移等。
物理有限元FEM 的基本思想是：一分一合，化整为零，积零为整把复杂的问题看成由有限个单元组成的整体。
概念1：有限元是将实体单元结构划分成网格单元，网格间相互联系的点称为结点，网格与网格的交界线称为边界，节点数与单元数都是有限的。
(概念2):物理解释的基本概念是分离或离散一个复杂的机械系统成为更加简单的互不连接的称做为有限元或简称单元的部件。
单元的机械响应由有限个节点自由度位移表示，这些节点由度位移表示为未知函数的值。
单元响应由数学和实验的形成的代数方程定义，原系统的响应认为是由连接或组装所有单元形成的离散模型的近似值。
3.3物理FEM分析的基本步骤是什么？P23 答：（1）结构的离散化。
（2）单元特性分析：①选择位移模式；②分析单元的力学特性，建立单元刚度方程；③计算单元等效节点力。
（3）单元集成。
（4）求解方程，得出节点位移。
（5）由单元节点位移计算单元应变和应力。
3.4、简述弹性伦理学研究工程问题的范畴和方法与材料力学研究工程问题的范畴和方注有什么不同。
P24答：弹性力学的任务是分析弹性体在受力作用并处于平衡状态下产生的应力、应变和位移状态及其相互关系等。
弹性力学用于二三维连续弹性体问题要考虑平衡微分方程、物理方程、几何方程和边界条件，最终归结为偏微分方程的边值问题。
材料力学研究构件在载荷作用下的变形，应力，应变。
只要有载荷存在就有位移、应变、应力的存在，这四种只要有其一的存在就会有其他三种存在，用数学公试表示这四种量关系的科学称为材料力学。
3.6、最小势能原理是什么?它和虚功原理有什么关系? P33-34答：最小势能可叙述为：与精度解（真是位移）相应的势能小于与任何其它可能位移相应的势能。
虚功原理是：弹性体在给定的体积力和边界处的表面力条件下处于平衡状态，当物休产生偏离这个状态的任意微小可能允许位移时，其应变能增量等于外力势能增量。
虚功原理是最小势能的一种表达形式，在进行有限元计算时可以直接利用虚功原理求出真正位移。
3.8、为什么说有限元方法就是一种能量方法?它和传统的弹性力学和材料力学求解方法相比有何优点? P35答：因为能量方法都要用有限元方法来建立模型和方法，当欧拉方程不易求解时可以把它转化为泛函数变分的极值问题，即有限元方法可以假设一组位移，用位移函数表示出，把他们带入泛函数试中，由一定条件确定所有需要的正确解，这就是变分问题的近似解或称变分问题的直接法，而有限元位移法则就是变分原理建立单元方程。
4.2、物理有限元建立过程中主要误差来自那些方面？P37答：物理化、离散化和求解，每个步骤都会产生误差。
4.3如何对一工程和机械的理想化过程? P37答：所谓理想化就是一个工程师或科学家经过研究把一个实际的物理系统抽象成一个系统的数学模型的过程，这个过程之所以被称为理想化是因为数学模型是物理现实的必要的抽象，由数学模型所产生的解析的或数字的结果.实际上仅仅是物理系统特征的方方面面的再现。
4.5、何谓离散模型，何谓连续模型，何谓离散化？P36、P38答：如果自由度的数量是有限的，这个模型称为离散模型；否则称为连续模型。
为了进行数字化仿真，必须将无限多个自由度简化到有限个自由度，这个简化就称为离散化。
4.6、有限元常用的一维、二维和三维单元有那些？机械结构常用的单元有那些？P40答：在一维单元中，单元的形状通常是直线或曲线段；在二维单元中，单元是三角形或四边形；在三维单元中，最常用的形状是四面体、五面体和六面体。
4.7、机械结构划分单元（离散化）时应该遵守的一般原则是什么？P43答：（1）网格细化：在你预测的应变或应力的高（低）梯度区域，使用相对精细（粗糙）的离散化，对于应变或应力的高梯度区域应注意的是：靠近拐角或边突然弯曲变化处；在集中载荷、集中反作用力、裂缝和剪切块附近；在结构内部厚度、材料特征或横截面突然变化的位置。
（2）单元形状化。
4.8、在使用商用或通用有限元程序化时应该遵循的一般原侧是什么？P43答：应该遵循的一般原则：（1）使用最简单的有限单元类型来完成工作。
（2）决不要乱用复杂的或特殊的单元，除非你对所做的问题很肯定。
（3）使用你认为是最简单的网格将迅速获取物理系统主要的物理特征，特别是在工程设计应用中非常重要。
用几个字来概括就是“坚持简单”。
5.1、如何区分桁架结构、梁结构和框架结构？P45答：（1）从架构上看：桁架杆件的连接点一般指的是铰链（用销钉连接或特殊加工），杆件可以相互转动，因而，不传递弯矩，杆件也没有弯矩，为二力杆，可轴向拉伸或压缩（论力学中定义的桁架二力杆是刚体，只承受拉力或压力，不产生任何变形。
在有限元方法中，我们仍然沿用结构力学中桁架二力杆的名称，也仍然认为桁架杆件为二力杆，不承受弯矩，也不弯曲，但这里认为杆件沿轴向可以有拉伸或压缩变形）。
而梁系结构或框架结构侧不然，一般连节点是固定死的（用铆钉、螺栓或焊接方法连接），杆件不能有相对转动，能传递弯矩，杆件有弯曲变形，也有轴向拉压变形和扭曲变形。
（2）从受力角度讲：桁架二力杆只承受轴向力，没有弯曲。
而梁和框架则可以承受弯矩，也有弯曲。
5.2、ANSYS中最常用的桁架单元有那些？P51答: 最常用的有link单元，其中包括LIINK1单元(2Dspar)是2D的二力杆，LINK8单元(3Dspar)是3D的二力杆，LINK180是18X单元中的二力杆tro-force member，LINK10单元用来模拟仅承受张力的连杆（如一条电缆）。
5.3、在平面2D桁架结构分析中能否用梁单元BEAM3？为什么? P54答：可以用梁单元BEAM3，因为其可以承受弯矩，并称为2D弹性梁。
6.1、平面2力杆单元、梁单元和框架单单元主要区别? P55 P63 P65答：杆具有抵抗沿着轴向方向的内力的能力，而梁类构件的载荷可以作用在沿梁方向的任何位置上，载荷会在梁中产生弯曲变形。
框架单元在梁的墓础上可以承受轴向力，能轴向变形。
杆单元有两个节点，梁单元由两个节点组成，每个节点有三个自由度；框架单元每个节点除了有转角水平位移以外还有轴向变形，也是每个节点有3个自由度，每个单元有六个自由度。
6.2、在ANSYS分析中杆单元、梁单元和框架单元分别用什么单元? P74答：在ANSYS分析中，杆单元用LINK1和LINK8单元，也可用BEAM3和BEAM4单元；2d的梁单元用beam3，3d的梁单元用bean4；框架单元使用sol2d45单元。
7.1、平面应力问题和平面应变问题的主要区别? P78 P80 P81答：平面应力问题是指所有应力都发生在同一平面上，在Z方向没有任何应力分量，在Z方自可以完全自由变形，平面应力问题研究平面上的力量；平面应变问题是指所有应变都发生在同一平面上，在Z方向没有任何应变分量，在Z方向完全限制，平面应变问题是处理面内受力但垂直与平面上不产生变形的二维受力问题。
7.2何谓轴对称工程问题？P81答：当一个结构的几何形状及负载都对着某一轴形成对称关系时，（此时结构反应也会对该轴形成对称），称为轴对称问题。
7.3、以平面2D问题为例简要说明有限元方法分析问题的一般步骤。
P76答：在弹性力学问题中，首先要经过离散化，使结构变成有限个单元的组合体，然后进行单元分析，得出单元矩阵，再进行单元的集成，得出整体的矩阵，因此，弹性力学问题的有限元法包括下列步骤：离散化、单元分析、整体分析。
7.4、ANSYS中常用的2D单元是那个？P90答: 2D平面问题的常用单元有：PLANE2、PLANE42、PLANE82。