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计算机辅助工程分析学习目标：了解工程分析在设计/制造中的重要性；学习和理解有限元法的基本概念和步骤；学习优化设计的概念和常用优化设计方法；学习仿真的概念，了解计算机仿真的一般过程。
为使用计算机辅助工程分析（CAE）软件进行工程分析奠定基础。
学习内容：学习重点：有限元法。
学习难点：优化设计方法。
学习建议：复习前序课程学过的力学知识，掌握有限元分析的理论基础；创造条件，通过练习商品化CAE软件（例如：Ideas）、优化设计以及仿真等功能，进一步理解相关知识点，掌握几种工程分析方法解决问题的思路和步骤。
计算机辅助工程分析概述近三十年来，由于计算机的应用及测试手段的不断完善，机械设计已由静态、线性分析向动态非线性过渡；由经验类比向最优设计过渡；由人工计算向自动计算，由近似计算向精确计算过渡。
正是在这种情况下，将计算机引入工程分析领域，是机械设计中的一场巨大变革。
计算机辅助工程分析的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。
计算机辅助工程分析通常包括:有限元法优化设计仿真技术有限元法有限元法不仅是结构分析中必不可少的工具，而且广泛应用于磁场强度，热传导，非线性材料的塑性蠕变分析等领域。
有限元方法的基本思想弹性力学基本知识简例及基本解法与步骤归纳有限元的前置处理和后置处理有限元法的基本思想概念先把一个原来是连续的物体剖分成有限个单元，且它们相互连接在有限个节点上，承受等效的节点载荷，并根据平衡条件来进行分析，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。
由于单元的个数有限，节点的数目也有限，所以这种方法称为有限元法。
有限元法解决问题的途径力学分析方法可分为解析法和数值法，前者只能应用于求解简单问题，复杂的结构问题只能应用数值法求出问题的近似解。
有限元法解决问题是物理模型的近似，而数学上不做近似处理。
计算机辅助工程(CAE)作为一项跨学科的数值模拟分析技术，越来越受到科技界和工程界的重视，在汽车工业研究中的应用也越来越广泛。
在汽车产品的研发过程中，CAE已经成为设计链中必须的条件，没有CAE分析的设计就不能进入下一个技术流程。
新产品开涉及到的疲劳、寿命、振动、噪声等强度和刚度问题，可成熟地在设计阶段解决，这样就可以大幅度提高设计质量，缩短产品开发周期，节省大量开发费用。
本文通过对有限元分析在汽车工程方面的应用的描述和分析，阐述了以有限元分析为代表的CAE技术在汽车工程的重要作用和影响，得出了CAE在汽车工业发展更加重要，影响未来汽车的发展趋势！1. 前言在汽车发展历史上，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。
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%。
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。
2. 正文汽车工业代表着一个国家制造业发展的水平，它不仅是带动面最广泛的工业，而且是高新技术的最大载体，一般航空、航天领域的高精尖技术只有通过汽车工业才能转化为规模产业，所以汽车工业是或曾是几乎所有发达国家的支柱产业。
作为制造业的中坚，汽车工业一直是CAE应用的先锋。
CAE技术的应用，有效地推动了汽车制造业的前进；汽车业的需求也极大地带动了CAE。
多年来，汽车业的选型趋向一直是CAE技术发展的晴雨表，也是业内人士关注的焦点。
CAE 分析贯穿了汽车开发的全过程，小到螺栓预紧力分析，大到整车碰撞模拟和整车NVH（噪声、振动和声振粗糙度）分析，CAE分析都发挥了无可替代的优势和作用。
Loyalty Fair Opening Win-win计算机辅助工程分析介绍一：计算机辅助工程的概念CAE 就是指计算机辅助工程 (Computer Aided Engineering ) ，是指设计人员在工程产品生产以前借助计算机对其设计方案进行精确的试验、分析和论证。
作为一项跨学科的数值模拟分析技术，它是有限元、有限体积以及有限差分等方法与计算机技术结合的产物。
随着计算机技术的高速发展，CAE技术越来越受到科技界和工程界的重视。
因此，计算机辅助工程分析是机械产品设计过程中的一个重要环节，运用计算机辅助工程分析可以对产品进行动静态分析、过程模拟及优化设计。
通过分析可以及早发现产品设计中的缺陷，减少设计的盲目性，使产品设计由经验设计向优化设计转变，从而提高产品的竞争力。
二：有限元分析有限元法是求解数理方程的一种数值计算方法，是求解工程实际问题的一种有力的数值计算工具，是20 世纪60 年代以来发展起来的新的数值计算方法。
随着计算机技术的发展，有限元法在各个工程领域中不断得到深入应用，现已遍及宇航工业、核工业、机电、化工、建筑、海洋等工业，是机械产品动、静、热特性分析的重要手段。
Loyalty Fair Opening Win-win基本思路：将一个形状复杂的连续体的求解区域分解成有限个单元组成的等效组合体，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个单元节点上的场变量值。
优点：求解的基本方程是一个代数方程组，而不是描述真实连续体场变量的微分方程组，从而大大降低了求解的难度。
但求解的精度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。
利用有限元这一先进的技术，在设计阶段就可以预测产品的性能，减少许多原型制造及测试实验工作，这样即可以缩短产品设计周期、节省实验费用，又可以优化产品的设计，避免了产品的大储备设计及不足设计。
计算机辅助工程，即CAE (Computer Aided Engineering)，是一个涉及面广、集多学科与工程技术于一体的综合性、知识密集型技术。
在产品开辟阶段，企业应用CAE 能有效地对零件和产品进行仿真检测，确定产品和零件的相关技术参数，发现产品缺陷、优化产品设计，并极大降低产品开辟成本。
在产品维护检修阶段能分析产品故障原因，分析质量因素等。
目前，CAE 主要应用于汽车、航空、电子、土木工程、通用机械、刀兵、核能、石油和化工等行业。
CAE 有限元前处理后处理CAE (Computer Aided Engineering)英文翻译是计算机辅助工程，泛指包括分析、计算和仿真在内的一切研发活动。
传统的 CAE 主要是指工程设计中的分析计算和分析仿真，其核心是基于计算力学的有限元分析技术。
创造工程协会SAE (Society of Manufacturing Engineering)将计算机辅助工程(CAE)作为CIM (Computer Integrated Manufacturing )技术构成进行如下定义：分析设计和进行运行仿真，以决定它的性能特征和对设计规则的遵循程度。
CAE 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，CAE 软件是由计算力学、计算数学、结构动力学、数字仿真技术、工程管理学与计算机技术相结合，而形成一种综合性、知识密集型信息产品。
在近20 年来市场需求的推动下，CAE 技术有了长足的发展，它作为一项跨学科的数值摹拟分析技术，越来越受到科技界和工程界的重视。
21 世纪，是信息时代，随着计算机技术向更高速和更小型化的发展，分析软件的不断开辟和完善以及网络通讯的普及， CAE技术的应用将愈来愈广泛并成为衡量一个国家科学技术水平和工业现代化程度的重要标志。
CAE 是以有限元法、有限差分法及有限体积法为数学基础发展起来的。
其中有限元分析在CAE 中运用最广，基于有限元技术的CAE 软件，在数量及应用范围上都处于主要地位。
计算机辅助工程分析CAE及其应用作者：朱全敏一、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。
其中，物理和几何参数的计算分析比较简单，此处不予以介绍，对运动精度和动、静态特征的性能分析此处也不介绍。
这一节只介绍利用有限元法进行结构应力、变形等分析的方法。
二、有限元简介（Finite Element Method）有限元分析技术是最重要的工程分析技术之一。
它广泛应用于弹塑性力学、断裂力学、流体力学、热传导等领域。
有限元方法是60年代以来发展起来的新的数值计算方法，是计算机时代的产物。
虽然有限元的概念早在40年代就有人提出，但由于当时计算机尚未出现，它并未受到人们的重视。
随着计算机技术的发展，有限元法在各个工程领域中不断得到深入应用，现已遍及宇航工业、核工业、机电、化工、建筑、海洋等工业，是机械产品动、静、热特性分析的重要手段。
早在70年代初期就有人给出结论：有限元法在产品结构设计中的应用，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。
目前，有限元法仍在不断发展，理论上不断完善，各种有限元分析程序包的功能越来越强大，使用越来越方便。
有限元方法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。
