汽车行业常用的计算机辅助软件

汽车行业常用的计算机辅助软件

计算机技术已成为现代工业提升竞争力的主要手段之一。最先将计算机技术引入工业应用的是CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计），使用计算机软件直接从事图形的绘制与结构的设计；然后是CAM（Computer Aided Manufacture，计算机辅助制造），使用计算机来操纵各式各样的精密工具机器以制造不同的零件组；最后引入的是CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程），基于在产品分析和优化设计中的强大助理作用，自引入工业应用以来得到了长足的发展和广泛的应用。其中，对CAD的理解可分为三个层次，分别赋予"D"不同的解释：“Drawing”、“Design”、“Development”，即“绘图（先以扩展到三维造型）”、“设计”、和“开发”。当前在以汽车工业为代表的诸多应用领域中，往往更习惯于“Drawing”的理解方式，并据此划分CAD 和CAE的功能界限，形成CAD与CAE的相互驱动，进而决定了CAD与CAE 的协同关系。此外，在汽车工业应用中，还有CAPP（Computer Aided Process Planning，计算机辅助工艺计划）、CAT（Computer Aided Test，计算机辅助测试）等计算机辅助手段。随着计算机技术的发展，我们希望计算机能够实现CAD/CAE/CAT、CAD/CAPP/CAM的集成以缩短产品开发和制造的周期。

一、通用化CAD软件在汽车工业中的应用

在汽车工业中常用的商业化通用CAD软件有UG、CATIA、ProE等。

1、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 将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。

2、CATIA是法国Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，居

世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子\电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。CATIA 提供方便的解决方案，迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。包括:从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几乎涵盖了所有的制造业产品。在世界上有超过13,000的用户选择了

CATIA。CATIA 源于航空航天业，但其强大的功能以得到各行业的认可，CATIA 是汽车工业的事实标准，是欧洲、北美和亚洲顶尖汽车制造商所用的核心系统。

CATIA 的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。CATIA 在造型风格、车身及引擎设计等方面具有独特的长处，为各种车辆的设计和制造提供了端对端（end to end ）的解决方案。CATIA 涉及产品、加工和人三个关键领域。CATIA 的可伸缩性和并行工程能力可显著缩短产品上市时间。一级方程式赛车、跑车、轿车、卡车、商用车、有轨电车、地铁列车、高速列车，各种车辆在CATIA 上都可以作为数字化产品，在数字化工厂内，通过数字化流程，进行数字化工程实施。

CATIA 的技术在汽车工业领域内是无人可及的，并且被各国的汽车零部件供应商所认可。

3、Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。Pro/Engineer 是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。

Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图

有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。

二、通用化CAE/CAM软件在汽车工业中的应用

在汽车的开发中，CAE起到了重要作用。CAE是一个很广的概念，从字面上讲它可以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进行性能与安全可靠性分析，对其未来的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现涉及缺陷，并证实未来工程、产品功能和性能的可用性与可靠性。所以，CAE是一项综合应用技术，它以解决具体工程问题为出发点，借助于计算机信息处理手段，集成应用计算数学、计算力学等“单元”技术，形成系统化的技术解决方案以支持复杂工程或产品的优化设计。计算数学与计算力学渗透于各个应用分支，为具体工程问题的建模与求解提供了相应的数学工具，从而构成CAE软件的核心计算方法。传统观点认为CAE 基本等同于有限元分析技术；如今的观点认为，CAE基本等同于计算力学手段及其综合再加上优化设计技术。

目前，国内汽车汽车工业进行CAE分析以使用国外成熟的商业软件为主，也有少量自编程软件。常用的CAE软件列举如下：

前后处理软件：Heperworks、Patran

碰撞分析：LS-Dyna、Pam-Crash、Radioss

机械动力学仿真：Adams

非线性分析：Abaqus、Marc、Ansys

疲劳分析：Fatigue

流体分析：Fluent、Star-cd、AVL-Fire

锻压过程分析：SuperForge