cae不可不看詳解

后处理模块—有限元分析结果的数据平滑，各种物理量的加工与显示，针对工程或产品设计要求的数据检验与工程规范校核，设计优化与模型修改等。 cae 硬件方面，计算机将在高速化、小型化和大容量方面取得更大进步。 可以预见，不久的将来PC机将在运行速度和存储容量方面得到大幅度的提高，使许多CAE分析软件都能在PC机上运行。 这将为CAE技术的普及创造更好的硬件基础，促进CAE技术的工业化应用。 cae CAE技术中的三维实体造型就是在计算机内建立三维形体的几何模型，记录下该形体的点、棱边、面的几何形状及尺寸，以及各点、边、面间的连接关系。

CAE软件可以分为两类：针对特定类型的工程或产品所开发的用于产品性能分析、预测和优化的软件，称之为专用CAE软件；可以对多种类型的工程和产品的物理、力学性能进行分析、模拟和预测、评价和优化，以实现产品技术创新的软件，称之为通用CAE软件。 CAE软件的主体是有限元分析(FEA，Finite Element Analysis）软件。 大型通用分析软件的功能将愈来愈强大，界面也将愈来愈友好，涵盖的工程领域将愈来愈普遍。

cae: CAE技术发展趋势

MSC/DYTRAN，其特有的材料流动性分析可直观地预测出冲压件厚度及应力分布、开裂和皱褶的形成等。 cae 另外，来自ETA公司的DYNAFORM可以预测成形过程中板料的破裂、起皱、减薄、划痕和回弹，评估板料的成形性能，从而为板料成形工艺及模具设计提供帮助。 由于这一类分析工作与模具设计有着非常大的关联，因此以上这些软件都注重与CAD软件的接口，基本都与流行的三维设计软件CATIA、Pro/ENGINEER和UG有着良好的接口，软件的使用操作也都比较方便。 CAE软件在国内主要应用于汽车、电子、航空航天、土木工程、石油等行业，在汽车行业的应用以及一些例如选软件网的试用尤为广泛。 软件的类型主要包括通用前后处理软件、通用有限元求解软件和行业专用软件。

该阶段是生产阶段，所以较少使用CAE软件，但可以用一些专业软件，如铸造分析软件、板料成形软件来指导生产。 求解软件可以说是琳琅满目，通常的求解软件包括：ABAQUS、ADINA、ALGOR、ANSYS、SciFEA、Cosmos、MSC/NASTRAN、MSC Marc、NX Nastran。 Ansys，很经典的CAE，国内应用最广，客户成熟度最高，尤其是在高校科研领域。

cae: CAE技术发展史

汽车行业在国外是有限元软件的主要应用行业，其所涉及的专业领域相当广泛，并且应用历史长、应用成熟度高。 20世纪70-80年代是CAE技术的蓬勃发展时期，这期间许多CAE软件公司相继成立。 如致力于发展用于高级工程分析通用有限元程序的MARC公司；致力于机械系统仿真软件开发的MDI公司；针对大结构、流固耦合、热及噪声分析的CSAR公司；致力于结构、流体及流固耦合分析的ADIND公司等等。 有限元分析可完成力学分析（线性、非线性、静态、动态）；场分析（热场、电场、磁场等）；频率响应和结构优化等。 机构分析能完成机构内零部件的位移、速度、加速度和力的计算，机构的运动模拟及机构参数的优化。

• 由于解算多物理场问题更多是从物理方程出发，因此另外还有一些软件在这方面有着良好的应用，比如MathWorks公司在数值计算软件MATLAB基础上发展起来的FEMLAB，又如国内飞箭公司针对微分方程的FEPG系统。
• 近几年来，数字化产品设计的概念逐渐深入人心，国内高校技术研究和应用水平不断提高，有限元技术已经为广大企业所认可，第三次有限元技术的应用浪潮正在形成。
• 其被广泛用来进行汽车操纵稳定性、汽车行驶平顺性的动态仿真。
• 另外，它还将创新的、耳目一新的仿真技术引入各主要物理学科。
• GiD软件具有全面的几何建模、网格划分、CAD数据导入、后处理结果显示等功能。
• 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。
• 另外，来自ETA公司的DYNAFORM可以预测成形过程中板料的破裂、起皱、减薄、划痕和回弹，评估板料的成形性能，从而为板料成形工艺及模具设计提供帮助。

例如，MAGMA公司的MAGMA系列铸造软件，可进行各种金属材料浇铸、流动性、固化、压力、应力、温度及热平衡的仿真分析。 工程师可根据计算结果更改设计，调整帽口的位置和数量，进而提高铸造质量。 又如，法国ESI公司的ProCAST，其与MAGMA是竞争关系，软件功能与MAGMA大同小异。 另外还有在锻造领域应用比较多的Deform系统，也得到了国内很多企业的认可。

cae: CAE结构与功能

在CAE运行的过程中，用户与计算机之间的信息交流是非常重要的。 cae CAE技术是将工程的各个环节有机地组织起来，应用计算机技术、现代管理技术、信息科学技术等科学技术的成功结合，实现全过程的科学化、信息化管理，以取得良好的经济效益和优良的工程质量。 前处理模块—给实体建模与参数化建模，构件的布尔运算，单元自动剖分，节点自动编号与节点参数自动生成，载荷与材料参数直接输入有公式参数化导入，节点载荷自动生成，有限元模型信息自动生成等。 新的世纪已经来临，在这信息化和网络化的时代，随着计算机技术、CAE软件和网络技术的进步，计算机辅助工程将得到极大的发展。 先进的分析设计软件只是开发设计的一个必要手段，最为关键的因素还是人。

由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的，所以称为有限元法。 这种方法灵活性很大，只要改变单元的数目，就可以使解的精确度改变，得到与真实情况无限接近的解。 中动态环境的系统响应设想为与在分析中考虑到的模型的模式分布之和相等，扭曲分析帮助分析细长杆结构在受压时发生失稳的最低载荷。

cae: CAE技术面临问题

其被广泛用来进行汽车操纵稳定性、汽车行驶平顺性的动态仿真。 ADAMS中的TIRE模块提供若干种轮胎模型供分析时选用，以准确地建立轮胎的动力学模型。 ADAMS中的CAR模块专为汽车动力学仿真而设计，使用十分方便。

先进高效的求解算法与常规的求解算法，在计算效率上可能有几倍、几十倍，甚至几百倍的差异。 另外市场上还有一些专业软件，例如，LMS公司的噪音分析软件SYSNOISE，MSC公司的疲劳分析软件MSC/Fatigue，nCode公司的Fatigue，奥地利MAGMA公司的热疲劳分析软件FEMFT等。 可以通过拉伸、旋转、景象、缩放、偏置等操作得到面、体，可以直接构造矩形、多边形、圆、球、圆柱、圆锥、棱柱、圆环等；通过体面的布尔加、减、交等操作得到模型。

cae: CAE应用情况

各种不同的CAE系统之间为了信息交换及资源共享的目的，也应建立CAE系统软件均应遵守的数据交换规范。 国际上通用的标准有GKS、IGES、PDES、STEP等。 20世纪60-70年代，有限元技术主要针对结构分析进行发展，以解决航空航天技术中的结构强度、刚度以及模态实验和分析问题。 世界上CAE的三大公司先后成立，致力于大型商用CAE软件的研究与开发。

在这个时期，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。 从力学模型开始拓展到各类物理场（如温度场、电磁场、声波场等）的分析，从线性分析向非线性分析（如材料为非线性、几何大变形导致的非线性、接触行为引起的边界条件非线性等）发展，从单一场的分析向几个场的耦合分析发展。 cae 出现了许多著名的分析软件如Nastran、I-DEAS、ANSYS、ADIND、SAP系列、DYNA3D、ABAQUS等。 软件的开发主要集中在计算精度、速度及硬件平台的匹配，使用者多数为专家且集中在航空、航天、军事等几个领域。 从软件结构和技术来说，这些CAE软件基本上是用结构化软件设计方法，采用FORTRAN语言开发的结构化软件，其数据管理技术尚存在一定的缺陷，运行环境仅限于当时的大型计算机和高档工作站。 CAE指工程设计中的计算机辅助工程，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，把工程（生产）的各个环节有机地组织起来，其关键就是将有关的信息集成，使其产生并存在于工程（产品）的整个生命周期。

cae: CAE展望及对策

2006年收购了Fluent，2008年收购了AN-SOFT。 Fluent是应用最广的流体分析软件，AN-SOFT是应用最广的电磁分析软件。 在收购整合的过程中，Ansys的多物理场耦合成为一大特色。 通过将载荷无缝的传入SolidWorks Simulation，可以直观显示零部件在某个时间点或整个模拟周期内的应力和位移，将物理模型与工程条件相关联。

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。 随着有限元技术的发展，国内原有的有限元应用体系正在发生着深刻的变化。 早在80年代初期，国内就已经形成了一批以高校和研究院所为重点的有限元技术研究、开发、应用体系。 早期北大袁明武老师应用的SAP，在当时国内引起了广泛的影响。 在此背景下，国内的学者相继开发了多套有限元程序，例如大连理工的JIFEX、郑州机械研究所的紫瑞、北京农机学院的有限元分析系统，以及元计算科技发展有限公司梁国平老师的FEPG。 而这些软件由于各自的一些原因，虽然在国内产生了一定的影响，但都没能在企业界得到广泛的应用。

cae: CAECAE软件

这些前后处理软件都具有良好的接口，可与众多的有限元求解软件相结合，以便用户更快、更方便地解算问题。 衡量CAE技术水平的重要标志之一是分析软件的开发和应用。 ABAQUS、ANSYS、NASTRAN等大型通用有限元分析软件已经引进中国，在汽车、航空、机械、材料等许多行业得到了应用。 cae 中国的计算机分析软件开发是一个薄弱环节，严重地制约了CAE技术的发展。 仅以有限元计算分析软件为例，世界年市场份额达5亿美元，并且以每年15%的速度递增。

下面笔者将按照一般的产品设计流程，在不同的设计阶段，将上文提到的软件对号入座，帮助读者取得比较感性的认识。 GiD可将结果写成各种常用的图形文件如：BMP、GIF、TPEG、PNG、TGA、TIFF、VRML等格式，以及AVI、MEPG的动画格式。 后处理支持的结果显示方式有：带状云图显示、等直线显示、切片显示、矢量显示、变形显示等等。 模拟在各种地面上的虚拟掉落测试；在零件或装配体可能掉落的情况下，了解掉落后它们是否仍能保持完好无损；查看撞击后装配体中各个零件间的相互作用。 一个CAE软件的计算效率和计算结果的精度，主要决定于解法库。

cae: CAE

作为世界上发展速度最快的一个发展中国家，CAE技术水平的提高将对增强我国工业界的市场竞争能力，发展国民经济发挥重要作用。 因此，我们必须加大对CAE技术的投入，加快开发自己的计算机分析软件，培养一批掌握CAE技术的人才。 针对我国工业界，特别是中小企业的CAE技术还较为落后，缺乏专门人才的实际情况，如何利用飞速发展的互联网技术将我们的人才和技术资源充分发挥出来为企业服务，是在CAE技术的发展中值得重视的一个问题。 我国科技界、教育界和工业界应该携起手来为CAE技术的研究开发、人才培养和工业化应用而共同努力。 网络化时代的到来也将对CAE技术的发展带来不可估量的促进作用。 现在许多大的软件公司已经采用互联网对用户在其分析过程中遇到的困难提供技术支持。