计算机辅助工程(CAE)发展现状及其应用综述

cae发展现状现代自动化技术的广泛应用使得计算机辅助工程（Computer-Aided Engineering，CAE）在工业领域得到了快速发展。

CAE 是利用计算机技术和软件工具来进行工程分析和仿真的过程，可用于设计、开发和优化产品、工作流程和生产线等。

CAE的发展现状是多样化的，涉及到各个不同领域的应用。

在汽车工业中，CAE在车身结构的强度和刚度分析、碰撞仿真以及车辆性能优化方面发挥着重要作用。

通过CAE技术，汽车制造商可以在实际生产之前进行虚拟实验和测试，从而提高产品质量和安全性。

在航空航天领域，CAE被广泛用于飞机结构设计、飞行仿真和机载系统优化。

通过使用CAE软件，航空工程师能够在设计阶段就对飞机进行各种扰动和应力分析，以评估结构的安全性和性能。

此外，CAE还在能源领域、建筑工程和制造业等方面具有重要的应用。

在能源领域，CAE被用于设计和分析发电厂、风力涡轮机、太阳能电池板等能源设备。

在建筑工程中，CAE 可以帮助工程师进行结构分析、热力仿真和风电荷载分析等。

而在制造业中，CAE被用于机械零件的设计和制造过程中的仿真和优化。

随着计算能力的不断提升和软件工具的不断更新，CAE在工程领域的应用也在不断扩大。

据预测，未来CAE领域将更加强调与其他工程软件和系统的集成，以实现更高效的设计和仿真过程。

此外，随着人工智能和机器学习技术的普及，CAE 还将更好地支持自动化和智能化的工程设计和分析。

总之，CAE在工程领域的发展前景广阔，其应用范围涵盖了许多不同的行业和领域。

由于CAE能够提供准确、高效和经济的工程分析和仿真解决方案，预计它将继续在未来的工程实践中发挥重要作用。

浅谈计算机辅助工程（CAE）的发展及应用摘要：计算机辅助工程软件是一门新兴技术，它包括计算力学、计算数学、结构动力学、数字仿真技术、工程管理和计算机技术等，是计算机技术与工程分析技术相结合的综合性知识密集型信息产品。

现如今，是信息时代，计算机技术向更高、更小的方向发展，分析软件不断开发和完善，网络和通信技术日益普及，CAE技术的应用将越来越广泛。

关键词：计算机；辅助工程；发展及应用引言在计算机技术飞速发展的今天，基于计算机技术的CAE技术越来越受到各行各业的重视。

特别是建筑行业，利用 CAE模拟试验，可以快速模拟试验的施工各个环节，大大缩短了试验的时间，保证了施工的质量。

在此基础上，分析了 CAE技术在国内外的发展状况，明确了CAE技术在汽车制造业、飞机制造业、板材加工与成型、模具制造、建筑及其它行业中的实际应用情况，并对 CAE技术的未来发展进行了分析，提出了发展的可行性建议。

1计算机辅助功能的具体应用一般而言，要经过多次反复的设计，不断的制作实物样品，并进行试验来验证。

周期性和费用很高。

而且只是知其然、不知其所以然。

若能在产品设计的数字化样机中，即在计算机上设计出完整的三维模型，并通过计算机模拟 CAE，在计算机上进行测试，判断性能是否满足设计要求，则设计迭代的大部分工作都可以在计算机上完成，而不需要物理样机的制造和测试，也不需要材料采购、开模、工装夹具、生产制造、设备、测试等耗时耗资巨大。

等到数字样机和计算机测试做一遍又一遍，最后再去做几个物理样机制造和测试，产品基本就可以定型了。

就拿飞行器的设计来说，众所周知，飞行器可以克服起飞时的重力，依靠飞行器机体，主要是机翼上的空气以一定的速度、角度产生升力。

这是一个由空气动力学引起的问题，当飞机以一定速度和角度切开空气时，空气会绕着机身流动，在机身的不同位置会有不同的气压，速度，例如机翼，上下表面的压力差就构成了向上提升飞机的升力。

可用一组称为Navier-Stocks方程的偏微分方程来精确描述空气绕流飞机的运动过程，该方程于1827年由法国和英国科学家联合提出。

综述CAE技术的发展和应用引言CAE(计算机辅助工程)的特点是以工程和科学问题为背景，建立计算模型并进行计算机仿真分析。

一方面，CAE技术的应用，使许多过去受条件限制无法分析的复杂问题，通过计算机数值模拟得到满意的解答；另一方面，计算机辅助分析使大量繁杂的T程分析问题简单化，使复杂的过程层次化，节省了大量的时间，避免了低水平重复的工作，使工程分析更快、更准确。

在产品的设计、分析、新产品的开发等方面发挥了重要作用，同时cAE这一新兴的数值模拟分析技术在国外得到了迅猛发展，技术的发展又推动了许多相关的基础学科和应用科学的进步。

1 概论CAE技术1．1 CAE技术简述CAE即计算机辅助工程是用计算机辅助求解复杂丁程和产品结构强度、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。

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。

CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)和CAPP(计算机辅助工艺)等都属于计算机辅助工程(CAE)，而计算流体动力学CFD和有限元分析(FEA)等则是支撑CAE的分析工具和手段。

采用CAD技术来建立CAE的几何模型和物理模型。

完成分析数据的输入，通常称此过程为CAE的前处理。

同样，CAE的结果也需要用CAD技术生成形象的图形输出，如生成位移图、应力、温度、压力分布的等值线图，表示应力、温度、压力分布的彩色明暗图，以及随机械载荷和温度载荷变化生成位移、应力、温度、压力等分布的动态显示图。

我们称这一过程为CAE的后处理。

1．2 CAE技术发展历程CAE的理论基础有限元法：20世纪40年代起源于土木工程和航空工程中的弹性和结构分析问题的研究。

CAE行业发展现状及趋势分析,CAE咨询细分市场快速发展「图」CAE行业发展现状及趋势分析，CAE咨询细分市场快速发展「图」一、CAE行业概述CAE（Computer Aided Engineering），即计算机辅助工程，是广泛应用于工业制造业产品研发设计过程中的一种技术工具，通过模拟产品在结构强度、热传导、刚度、运动学等方面的工作状态和表现，CAE可为产品功能、性能的可用性和可靠性提供依据，为企业产品设计提供决策支持，可助力企业降低设计风险、优化设计方案、提升设计效率。

根据软件的适用范围进行划分，CAE软件可以分为通用CAE 软件和专用CAE软件两类。

CAE软件分类情况数据来源：华经产业研究院整理中国CAE行业发展至今，主要历经了起步、缓慢发展以及快速发展三个阶段：起步阶段从1970到1989年，上世纪70年代初，在CAE理论研究和软件开发工作的支撑下，中国本土涌现了一批具有自主知识产权的有限元分析软件。

但是软件的通用性和适用范围相对局限、缺乏整体竞争力限制了此类本土CAE软件的市场化及产业化进程。

缓慢发展阶段从1990到2005年，国外CAE软件厂商进入中国市场，对中国本土CAE软件厂商产生了较大冲击。

本土CAE软件的发展在这一时期则面临一定的制约，受限于资金投入不足等因素，本土CAE软件从基础研究到工程应用、再到软件商业化的进程受阻，本土CAE软件厂商的发展在此阶段发展缓慢。

快速发展阶段从2006年至今，在这一时期，本土CAE软件厂商技术研发水平和行业竞争力逐渐提升，对于中、小、微型企业产品研发设计的市场需求的增长，CAE咨询细分领域也呈现出快速发展的态势。

行业下游汽车、工程机械、航空航天等行业的市场需求持续增大，刺激了CAE市场容量的释放。

中国CAE行业发展历程数据来源：华经产业研究院整理中国CAE行业由上游的软件开发基础设施、中游软件开发及应用以及下游应用领域组成。

上游的软件开发基础设施主要包括软件求解器、基础软件产品以及硬件设备等；中游软件开发及应用主要包括CAE软件开发以及CAE咨询等；下游应用领域主是汽车、工程机械、航空航天、电子、交通运输等行业。

计算机辅助工程(CAE)发展现状及其应用综述计算机辅助工程(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。

CAE的核心技术是有限元理论和数字计算方法。

经过几十年的发展，CAE软件分析的对象逐渐由线性系统发展到非线性系统，由单一的物理场发展到多场耦合系统，并在航空、航天、机械、建筑、土木工程、爆破等领域获得了成功的应用。

并随着计算机技术、CAD技术、CAPP技术、CAM技术、PDM技术和ERP技术的发展，CAE技术逐渐与它们相互渗透，向多种信息技术的集成方向发展。

1计算机辅助工程计算机辅助工程CAE(Computer Aided Engineering)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主要是指用计算机对工程和产品的运行性能与安全可靠性分析，对其未来的状态和运行状态进行模拟、及早地发现设计计算中的缺陷，并证实未来工程、产品功能和性能的可用性和可靠性。

准确地说，CAE是指工程设计中的分析计算与分析仿真，具体包括工程数值分析、结构与过程优化设计、强度与寿命评估、运动/动力学仿真。

工程数值分析用来分析确定产品的性能；结构与过程优化设计用来保证产品功能、工艺过程的基础上，使产品、工艺过程的性能最优；结构强度与寿命评估用来评估产品的精度设计是否可行，可靠性如何以及使用寿命为多少；运动/动力学仿真用来对CAD建模完成的虚拟样机进行运动学仿真和动力学仿真。

从过程化、实用化技术发展的角度看，CAE的核心技术为有限元技术与虚拟样机的运动/动力学仿真技术。

对CAE进一步分析，其具体的含义表现为以下几个方面：(1)运用工程数值分析中的有限元等技术分析计算产品结构的应力、变形等物理场量，给出整个物理场量在空间与时间上的分布，实现结构的从线性、静力计算分析到非线性、动力的计算分析；(2)运用过程优化设计的方法在满足工艺、设计的约束条件下，对产品的结构、工艺参数、结构形状参数进行优化设计，使产品结构性能、工艺过程达到最优；(3)运用结构强度与寿命评估的理论、方法、规范，对结构的安全性、可靠性以及使用寿命做出评价与估计；(4)运用运动/动力学的理论、方法，对由CAD实体造型设计出动的机构、整机进行运动/动力学仿真，给出机构、整机的运动轨迹、速度、加速度以及动反力的大小等。

2024年CAE市场发展现状1. 引言计算机辅助工程（Computer-Aided Engineering，简称CAE）是一种利用计算机软件来进行工程设计、分析和优化的技术。

近年来，CAE市场取得了快速发展，其在各个领域的应用越来越广泛。

本文将介绍CAE市场的现状，并探讨其发展趋势。

2. CAE市场规模根据市场研究机构的数据显示，CAE市场在过去几年中保持了稳定增长的态势。

据预测，到2025年，全球CAE市场规模将达到xxx亿美元。

这一增长主要受益于工程领域的数字化转型，以及制造业和汽车行业对CAE技术的广泛应用。

3. CAE市场应用领域CAE技术在各个行业中都得到了广泛应用。

以下是一些主要应用领域的介绍：3.1 汽车行业CAE在汽车行业中的应用非常广泛。

汽车制造商利用CAE技术进行车身设计、碰撞测试、空气动力学分析等，大大缩短了产品开发周期，并提高了产品质量和安全性。

3.2 能源行业在能源行业中，CAE技术被用于优化发电厂和核电站的设计，以及提高发电效率和安全性。

此外，CAE还可以用于风力发电机组和太阳能电池板的设计和优化。

3.3 航空航天行业航空航天行业对CAE技术的需求也非常大。

CAE可以用于飞机的结构设计、翼型优化、气动导航分析等。

借助CAE技术，航空航天企业可以更好地理解飞机的性能，并提高研发效率。

3.4 电子行业在电子行业中，CAE技术被广泛用于电路设计和电子元件的热分析。

借助CAE软件的仿真功能，设计人员可以在实际制造之前模拟电路的性能，并进行选材和优化。

4. CAE技术发展趋势CAE技术在不断发展和演进中，以下是几个主要的发展趋势：4.1 云计算随着云计算的普及，越来越多的CAE软件开始支持云端部署和运行。

这使得用户可以随时随地使用CAE工具，无需安装和维护复杂的软件环境。

4.2 多物理场耦合未来的CAE软件将更加注重多物理场的耦合。

例如，在进行汽车碰撞仿真时，需要综合考虑结构、材料、动力学等方面的因素。

cae软件的现状与实施方法CAE软件的现状与实施方法CAE（计算机辅助工程）软件是一种基于计算机技术的工程分析工具，它可以帮助工程师在设计和制造过程中进行模拟和分析，以便更好地理解和优化产品性能。

CAE软件在工程领域中应用广泛，包括机械、航空、汽车、电子、建筑等多个行业。

本文将介绍CAE软件的现状和实施方法。

一、CAE软件的现状1.市场规模CAE软件市场规模不断扩大，预计到2025年将达到240亿美元。

其中，机械行业是最大的应用领域，占据了市场份额的40%以上。

此外，航空、汽车、电子、建筑等行业也在不断增长。

2.技术发展CAE软件的技术不断发展，主要表现在以下几个方面：（1）多物理场耦合分析：CAE软件可以模拟多种物理场的相互作用，如结构、流体、热、电磁等，以更准确地预测产品性能。

（2）高性能计算：CAE软件可以利用高性能计算技术，加速计算速度，提高分析效率。

（3）云计算：CAE软件可以通过云计算技术，实现分布式计算和协同工作，提高团队协作效率。

3.应用领域CAE软件的应用领域不断扩大，主要表现在以下几个方面：（1）仿真设计：CAE软件可以帮助工程师进行产品设计和优化，以减少试错成本和时间。

（2）产品测试：CAE软件可以模拟产品在不同环境下的工作情况，以便进行产品测试和验证。

（3）生产制造：CAE软件可以帮助工程师进行生产制造过程的模拟和优化，以提高生产效率和质量。

二、CAE软件的实施方法1.需求分析在实施CAE软件之前，需要进行需求分析，明确软件的应用场景和功能需求。

需求分析应该包括以下几个方面：（1）应用场景：明确软件的应用领域和具体应用场景。

（2）功能需求：明确软件需要具备的功能和性能要求。

（3）数据需求：明确软件需要处理的数据类型和数据量。

2.软件选择根据需求分析的结果，选择适合的CAE软件。

选择软件时应该考虑以下几个方面：（1）功能和性能：软件需要具备所需的功能和性能要求。

（2）易用性：软件应该易于学习和使用。

浅谈计算机辅助工程（CAE）的发展及应用发表时间：2019-11-20T10:12:20.610Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：孙渊华[导读] 摘要：本文主要介绍了cae系统的主要的功能，阐述了国内外计算机辅助工程的核心技术概况。

身份证号码：37092319880920xxxx摘要：本文主要介绍了cae系统的主要的功能，阐述了国内外计算机辅助工程的核心技术概况。

分析了CAE核心技术在中国应用中存在的问题和未来可持续发展方向。

关键词：CAE系统；软件功能；发展方向引言在过去的20年中，CAE核心技术取得了飞速发展。

在潜在的整体市场消费需求的积极推动下，计算机技术技术的飞速发展，可以大大提高相关学科和相关行业的研究成果。

cae是一种学科的关键数值模拟环境，越来越受到科学界和工程建设界的重视。

CAE技术的应用将越来越广泛，它将成为衡量整体水平的最重要指标，将大力推动计算机辅助工程科学知识研究成果的推广和工业化。

1 CAE系统的主要功能产品的工厂生产过程可分为四个初始阶段：一般设计、详细的独特设计、预先产品准备和制造。

cae是指在原型设计的早期阶段和详细的分析阶段的模拟分析计算。

CAE系统所具有的主要功能：（1）基于几何关联模型的cae软件系统可以方便地计算出零件质量水平的各种参数。

（2）在具有对其他机构进行综合分析的重要功能的CAE系统中，它还可以检查机构的运动是否符合假设，并且在运动的过程中是否存在冲突，即干预验证。

（3）在数理建模的CAE软件系统的基础上，可以通过有限元法、边界元法和模态综合分析法，可以采用高强度深度分析、高频振动综合分析和热综合分析对一些设计产品进行分析。

2国外CAE技术概况评估CAE技术标准的最重要标志之一是深度分析工具软件的独立开发和应用。

迄今为止，一些发达国家在这方面已经达到了很高的整体水平。

以软件的有限元分析为例，ABAQUS、ANSYS和NASTRAN等许多国际先进的大型通用有限元分析计算方法以及分析和应用软件的开发已经更成熟并且已经商业化。

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。