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CAE仿真基本流程一、介绍CAE（Computer-Aided Engineering，计算机辅助工程）仿真是一种使用计算机模拟工程系统的方法，以帮助工程师分析和预测系统行为的技术。
它可以大大减少设计和制造过程中的试验成本和时间，并提高产品质量和性能。
本文将详细介绍CAE仿真的基本流程。
二、CAE仿真基本流程CAE仿真的基本流程包括几个关键步骤，如下所示：1. 定义仿真目标在开始进行CAE仿真之前，首先需要明确仿真的目标。
这可以包括准确性要求、验证需求以及性能指标等。
根据不同的目标，可以选择不同的仿真方法和工具。
2. 收集和准备数据在进行CAE仿真之前，需要收集和准备相应的数据。
这包括几何模型、材料特性、运行条件等。
数据的准确性和完整性对于仿真结果的可靠性至关重要。
3. 建立数值模型建立数值模型是进行CAE仿真的核心步骤。
这包括将几何模型转换为计算机可识别的模型，并定义边界条件和材料属性等。
根据仿真目标，可以选择不同的数值方法和算法。
4. 执行仿真计算在建立好数值模型之后，可以执行仿真计算。
这包括将数学模型转换为计算机代码，并使用数值方法对其进行求解。
仿真计算的结果将提供系统在给定条件下的行为和性能信息。
5. 分析和评估结果分析和评估仿真结果是判断仿真模型准确性和可靠性的重要步骤。
这包括对仿真结果进行可视化和统计分析，以便理解和解释结果。
根据需要，可以对仿真模型进行修改和优化。
6. 验证和验证验证和验证是确保CAE仿真正确性和可靠性的重要步骤。
验证是将仿真结果与实际测试结果进行比较，以确认仿真模型的准确性。
验证是将仿真结果与现有理论或已知实验数据进行比较，以确认仿真模型的可靠性。
7. 优化设计根据分析和评估的结果，可以对设计进行优化。
优化设计的目标可以是降低成本、提高性能、减少能耗等。
通过不断进行迭代，可以得到满足要求的最佳设计方案。
三、应用案例CAE仿真在工程领域有广泛的应用。
以下是一些典型的应用案例：1. 结构分析在工程设计中，结构的强度和刚度是关键考虑因素。
图1 1/4活塞有限元模型■ 武汉大学/徐 辉柴油机活塞有限元分析有限元分析步骤分为三维模型制作，导入C AD 模型，设置材料属性，设置接触状态，设置边界条件，设 置求解类型、约束和载荷，指定输出结果，分析处理计 算结果。
本文通过柴油发动机性能摸底获取了发动机实际 运行中的缸内燃烧爆发压力18M P a ，假设活塞顶面最 高运行温度为375℃，发动机额定功率和转速为254k W / 1900r·mi n －1，最大转矩为1635N·m/1200r·mi n －1，用以上 数据作为FE A 分析的边界条件进行分析。
边界条件的处理边界条件处理是否合理直接影响计算结果是否精确。
对于高升功率和高燃油喷射压力的柴油机，进行燃 烧模拟估算进入缸套的热流量能够为有限元提供很好的 输入，但是通常供应商不具备这个能力，他们通常是参 照同等机型活塞开发的经验数据，对比机型的升功率、 燃烧爆压、燃烧室形状、换热系数，然后给一个相对合 适的输入。
当然，要想准确获得各个表面的换热系数十分困 难。
通常是在已有的经验公式基础上计算获得一个近似 值，然后通过多次计算，根据已有的试验数据再进行调 整。
也就是说，在进行过渡工况的温度场计算前，先要 进行几次稳定工况的温度场计算，以此验证边界条件是 否恰当。
实际上采用温度塞获取的温度场数据更真实，然后 再用温度场获得的数据修正有限元的分析并最终优化活 塞的设计是必要的。
模拟最坏的情况（最大功率、额定转速、最大爆压 18MPa 、最大测量温度）作如下条件假设：（1）只考虑温度。
（2）同时考虑温度和额定转速下产生的惯性力。
（ 3 ）考虑温度、惯性力和侧向力（曲轴转角 117°）。
（4）考虑温度、惯性力、爆压和侧向力（曲轴转 角250°）。
（5）考虑温度、惯性力、爆压和最大副推力侧侧 向力（曲轴转角344°）。
（6）考虑温度、惯性力、峰值爆压和侧向力（曲 轴转角367°）。
基于MECHANICA的内燃机活塞有限元分析作者：陈永东钟绍华一、引言活塞是发动机的重要零部件之一，其设计质量直接关系到发动机性能的优劣。
活塞结构复杂，而且作为内燃机的主要受热零件，经受周期性交变的机械载荷和热载荷的作用；常在高温、高速、高负荷以及冷却困难的情况下工作，因此容易产生故障。
所以，要对内燃机进行热载荷和机械载荷的模拟计算以评估其可靠性，同时，对于内燃机的开发也是非常重要的。
有限元分析技术在提高活塞产品性能和加速活塞研制过程中的重要作用越来越被人们所重视。
Pro/MECHANICA是PTC公司开发的强大的有限元软件，是Pro/E 一个比较独立的模块。
它可以实现和Pro/ENGINEER的无缝集成，即完全实现几何建模和有限元分析的集成。
主要用于静力学分析、动力学分析、震动分析、热力分析、疲劳分析和疲劳预测等。
对于发动机、车体及起重机构等的分析可以帮助工程师找到设计中的应力集中点以便更新设计，延长产品的使用寿命，准确率非常高，可以避免许多设计中的缺陷。
本文采用有限元分析工具Pro/MECHANICA对某内燃机活塞进行了有限元分析。
二、活塞的热力分析（一）模型建立及网格划分文章所要分析的活塞模型如图1 所示。
在进行活塞有限元分析时，在保证分析精度的前提下，适当简化其有限元分析计算模型是必要的。
考虑到活塞几何造型的对称性，在Pro/E 下取活塞零件模型的1/4 为有限元分析模型，这样既可以简化计算过程又可以得到可信的分析效果。
将活塞模型移至Pro/MECHANICA 环境下，可以完全利用在Pro/E中所建立的几何信息，选取热力分析模式（Thermal），设置模型材质（Model Materials）。
这里选取铝合金AL2014并加入（Assign）活塞模型中，应用网格自动生成技术产生有限元网格。
（二）热载荷的施加热载荷为气缸内的工作气体热源，使活塞顶面产生高温。
由于内燃机在设计工况以高转速匀速运行，传热状况变化又是一个慢过程，为简化分析这里使用稳态过程，即先把活塞顶面的温度看作恒定的平均温度，而活塞环和活塞裙部的对外传热程度等效为各部分的换热系数。
摘要使用Pro/E 软件构建活塞机构的三维模型，对模型进行装配，并用Mechanism 模块对活塞机构进行运动仿真，得到活塞的位移、速度、加速度的运动仿真曲线图；并从理论角度运用数理方法建立运动方程，借助Matlab simulink仿真模块对活塞机构进行仿真得到活塞的位移、速度、加速度的理论曲线。
根据Pro/E运动仿真结果分析表明设计的活塞机构满足要求，活塞运动正常；对比Matlab simulink仿真结果表明Pro/E进行模拟比数值理论方法更具优越性。
关键词：Pro/E Simulink 活塞机构运动仿真ABSTRACTThe paper constructs the three-dimensional model of piston mechanism by using Pro/E software ,gets the assembly model , makes the piston mechanism motion simulation by using Mechanism module and obtains the displacement, velocity , acceleration of slider and the motion simulation curve. From a theoretical point of view by means of mathematical methods to establish the motion equation ,and making simulation by means of Matlab Simulink simulation module and obtaining the displacement ,velocity, acceleration curve.According to the Pro/E simulation results show that the piston mechanism design to meet the requirements, the piston motion is normal; Compared with the Matlab Simulink simulation results show that the Pro/E simulation than numerical theory method is more superiority.Key words: Pro/E Simulink Piston mechanism Motion simulation目录第一章绪论 (1)1.1 选题依据及其意义 (1)1.2 国外研究现状及发展趋势 (2)1.3 课题容 (3)第二章活塞机构简介 (5)2.1 活塞机构的基本构造 (5)2.2 工作原理 (7)2.3 本章小结 (7)第三章Pro/E的建模及装配 (9)3.1 Pro/E简介 (9)3.1.1 简介 (9)3.1.2 主要特性 (9)3.1.3 主要模块 (10)3.2 机构的建模与装配 (11)3.2.1 三维造型建模 (11)3.2.2 整体装配 (14)3.3 本章小结 (18)第四章运动仿真及分析 (19)4.1 Pro/E运动仿真 (19)4.1.1 Mechanism模型的构建 (19)4.1.2 运动仿真 (23)4.2 Simulink仿真 (26)4.2.1 Simulink模型的构建 (26)4.2.2 仿真 (30)4.3 仿真结果对比分析 (32)4.4 本章小结 (33)第五章总结与展望 (35)致 (37)参考文献 (38)第一章绪论1.1 选题依据及其意义在产品的开发过程中,有关产品的结构、功能、操作性能、生产工艺、装配性能，甚至维护性能等许多问题都需要在开发过程的前期解决。
基于仿真分析的活塞开发流程作者：长安汽车工程研究院司庆九詹樟松来源：AI《汽车制造业》本文首先应用有限元分析技术对数字设计基础上的活塞－活塞销－连杆组的CAD模型进行有限元网格剖分和拓扑，进而对活塞的温度场、热应力和热力机械耦合进行分析，得到在发动机典型工况下活塞的动力学响应和疲劳强度；在满足疲劳强度的条件下，进一步对缸套－活塞－活塞销－连杆系统进行多体动力学分析，获得活塞与缸套之间的接触应力及间隙、活塞在缸套中的瞬时运动特性等，最终设计出最佳的活塞轮廓型线。
“仿真驱动设计”，从发动机活塞的CAD设计到仿真分析和试验测试的闭合循环迭代，本文详细地阐述了基于仿真分析技术的发动机活塞开发设计流程，遵循这个开发流程，发动机活塞的各项性能将会被一次准确设计。
活塞是发动机将燃料燃烧释放出的热能转换为机械能的关键零件之一，它同时承受着发动机燃烧所产生的气体爆发压力、曲柄旋转运动而产生的往复惯性力、活塞在缸套中运动时缸壁对其裙部的侧推力以及活塞本身因吸收气体燃烧释放出的热能发生温度变化而产生的热应力等。
基于恶劣的工作环境和复杂的受力状况，活塞的设计开发必须同时考虑传力、传热、导向、密封、轻量化和减摩耐磨等诸多因素。
本文就基于先进的数字设计和虚拟样机仿真分析的现代设计方法，全面阐述了有限元计算和多体动力学等CAE分析技术在发动机活塞的设计、分析和优化等整个开发设计过程中的应用，确立了一次设计正确的发动机活塞的先进开发流程。
活塞设计开发流程活塞设计开发的关键在于活塞的强度分析和型线优化。
为了缩短开发周期，一般在活塞强度计算合格后即进行活塞模具制造，之后开始活塞毛坯件的浇铸制作和热处理。
此时，活塞型线设计已初步完成，待完成活塞型线加工后，便进入活塞温度场测试流程，并将测试结果和计算结果进行对比，如果测试结果和计算结果两者相差较大，则需进行设计调整（前期强度计算合格将保证不会出现大的设计变更）和/或重新进行活塞温度场有限元计算和试验测试对比的迭代，直到满足判定条件（工程指标）为止。
引言概述：正文内容：一、材料特性分析1.材料力学性质测试：介绍材料力学性质测试的方法和流程，包括拉伸、压缩、弯曲等力学性能的测试。
2.材料疲劳寿命预测：介绍疲劳寿命预测的方法和模型，包括SN曲线、疲劳损伤积累等参数的计算和分析。
3.材料失效模式分析：讨论材料在极限负荷下的失效模式，包括拉伸失效、疲劳失效和断裂失效等。
4.材料可靠性评估：介绍材料可靠性评估的方法和指标，包括可靠性指数、可靠度和安全系数的计算和分析。
5.材料工程应用案例：通过实际工程案例，展示CAE分析在材料特性分析中的应用和效果。
二、结构优化设计1.结构初始设计：介绍结构的初始设计流程和方法，包括草图设计、选择材料和确定约束条件等。
2.结构分析模型构建：讨论结构分析模型的建立方法，包括网格划分、节点连接和加载条件的定义。
3.结构优化算法：介绍结构优化算法的原理和分类，包括形状优化、拓扑优化和参数优化等方法。
4.结构优化效果评估：针对不同的优化目标，介绍效果评估指标的选取和考虑因素的分析。
5.结构优化设计案例：通过实际工程案例，展示CAE分析在结构优化设计中的应用和效果。
三、热仿真分析1.热传导分析：介绍热传导分析的原理和计算方法，包括热传导方程和传热边界条件的建立。
2.热应力分析：讨论热应力分析的方法和模型，包括线性热弹性模型和非线性热弹性模型。
3.温度场分布分析：展示CAE分析在温度场分布分析中的应用，包括温度梯度和温度均匀性等指标的计算和评价。
4.热仿真优化设计：介绍热仿真优化设计的原理和流程，包括热网格优化和热传导路径优化等方法。
5.热仿真分析案例：通过实际工程案例，展示CAE分析在热仿真分析中的应用和效果。
四、流体力学分析1.流体流动模拟：介绍流体流动模拟的原理和方法，包括NavierStokes方程和控制方程的求解。
2.流场数值计算：讨论流场数值计算的过程和方法，包括网格划分、边界条件设置和求解器选择等。
3.流场压力分析：分析流体流动中的压力场分布和压力梯度的计算和分析。
CAE技术概述及内燃机活塞的仿真分析现状和趋势段绍斌 2009106031341、CAE技术概述1.1、 CAE技术基本概念计算机辅助工程（CAE，Computer Aided Engineering）是一个很广的概念，单从字面上讲，它可以包括工程和制造信息化的所有方面。
由于CAM及制造信息化技术作为独立部分飞速发展，并在产品制造中得到广泛运用。
因而，目前已将CAE与CAD、CAM、PDM 等并列提出。
CAE在科学研究和产品研发中的应用，一般是指利用计算机及工程分析软件进行模拟和仿真的过程，即CAE技术是以科学和工程问题为背景，建立计算机模型并进行计算机仿真分析，对工程和产品进行性能和安全可靠性分析，对其未来的工作状态和运行状态进行模拟，及早发现设计中的不足，加以修改和优化，并证实未来的工程、产品性能的可行性和可靠性。
CAE分析是以现代计算力学、计算数学、工程学科（理论力学、材料力学、弹性力学）、数字仿真技术、计算机图形学为基础，并以成熟的CAE 软件来实现对科学和工程问题的求解与分析。
CAE软件可以分为三类：针对特定类型的工程或产品所开发的用于其性能分析、预测和优化的软件，称为专用CAE软件。
如：ADAMS、DADS、MSC/FATIGUE等。
能够对多种类型的工程和产品的物理、力学性能进行模拟、分析、预测、评价和优化，以实现产品技术创新的软件称为通用CAE软件。
如ABAQUS、ANSYS、NASTRAN等。
第三类就是嵌套在CAD/CAM系统中的CAE软件分析模块。
如;UG NX中的CAE。
运用CAE方法可以实现现代制造业在高效、高速、高精度、低成本、节约资源和高性能等多方面的要求。
因CAE的分析的理论基础是有限元法，随着有限元分析方法与CAD和CAM技术相结合，计算机硬件水平的日益提高，CAE技术被广泛应用于航空、航天、建筑、化工、汽车、电子、机械等工业部门。
1.2、 CAE技术的发展CAE技术的发展是随着有限元基础理论的提出及发展、CAD技术发展、计算机仿真技术的发展而兴起的，特别是20年的计算机在高速化和小型化方面取得的巨大成就，以及CAE软件功能的不断完善。
使得它在科学研究中被中普遍采用，在工程中进入到实用化阶段。
CAE理论基础起源于20世纪40年代。
20世纪60至70年代，随着有限元分析技术的不断的被结合到CAD、CAM中，便形成了CAE分析技术的框架。
20世纪90年代是CAE技术的成熟壮大时期。
主要发展是将CAE与CAD和CAM软件集成CAD/CAE/CAM系统，从而形成一个完整、方便的实用产品。
如著名的CAD软件CATIA、UG、Pro/E都增加了基本的CAE前后处理及一般的线性、模态分析功能。
当今，在西方国家，CAE技术已实现了实用化。
随着网络技术的不断发展和普及，通过网络传递信息，将对CAE技术的发展起到不可估量的促进作用。
现已应用于结构力学、结构动力学、热力学、流体力学、电路学、电磁学等诸多工程领域，进而发展到多物理场耦合分析领域，比如流体与结构力学的耦合、电路学与电磁学的耦合等[2]。
2、CAE技术在发动机设计中的应用近年来计算机软件和技术以及有限元理论的迅速发展推动了内燃机动态分析的进程,使有限元动态响应分析在内燃机中逐步获得应用同时也大大提高了对内燃机复杂零件进行有限元分析的效率精度和可信度.CAE技术在发动机设计领域中的应用主要体现在这样几方面：（1）应用有限元和模态分析等方法对发动机活塞、连杆、曲轴等零部件及机体的结构进行强度分析、振动分析、模态分析和热分析，并运用结构强度与寿命评估的理论、方法和规范，对结构的安全性、可靠性以及使用寿命做出评价与估计，分析活塞疲劳强度、分析发动机重要零部件的受力及受力后的位移、形变状况，分析其热力耦合性能等；（2）运用过程优化设计方法在满足设计、工艺等约束条件下，对发动机产品结构形状和参数进行优化设计，以使发动机结构性能及工艺过程达到最优；（3）运用多体动力学的理论和虚拟样机技术（VPT）对整机或机构进行运动学和动力学仿真，给出整机或机构的运动轨迹、速度、加速度以及动反力等数值，通过对比可以获得最优的设计方案，方便修改设计缺陷。
最终，能让设计者设计出高性能、低排放、低油耗、低噪声、轻量化、小型化的现代发动机。
3、内燃机活塞仿真分析的发展现状与趋势活塞是内燃机的关键零部件之一，它的工作情况直接关系到内燃机的工作可靠性和使用耐久性，同时直接影响到内燃机的排放性能。
活塞的结构和所处的工作环境十分复杂，在工作状态下受到高压燃气压力、高速往复运动产生的惯性力、侧向推力和摩擦力等周期性载荷作用，产生机械应力和机械变形。
高压气体燃烧产生的高温使活塞顶部乃至整个活塞温度很高，且温度分布很不均匀，导致活塞产生热应力和热变形。
热负荷和机械负荷将导致活塞产生裂纹、活塞环胶结以及拉缸等。
因此，对活塞进行温度场、应力场以及热负荷和机械负荷共同作用的耦合应力场进行有限元分析，了解活塞的热负荷和综合应力分布情况，进而改进活塞，提高其工作可靠性具有重要意义。
近年来，利用有限元技术对活塞进行热、力耦合研究越来越普遍。
在计算机技术和数值分析方法支持下发展起来的有限元法(FEM，Finite Element Method)为解决发动机各零部件的分析计算问题提供了有效途径，它具有试验方法和理论解析方法无可比拟的优势，己经成为发动机性能研究的重要手段。
在发动机产品设计实践中，有限元分析软件与CAD系统集成应用，缩短了发动机产品设计和分析周期，降低了发动机产品成本，提高了发动机产品可靠性。
同时在发动机新产品制造前，通过模拟各种试验方案，预先发现潜在问题，从而减少试验时间和经费。
3.1、活塞有限元分析和仿真研究的发展现状[2-3]利用CAE 软件建立发动机活塞、的几何模型，然后借助有限元分析软件对其进行温度场分析计算，得到活塞的三维温度场分布情况，数值计算结果清楚的表明活塞温度场的分布情况，为活塞的结构改进和优化提供了依据。
近20年是数值模拟技术发展迅猛的时期，国内外的研究机构和企业对活塞开展了广泛的研究工作。
其研究方面主要有：活塞本身的温度场、熟应力、热疲劳和机械强度等方面的研究。
在此基础上，进行了深入的研究，包括热冲击研究、耦合瞬态温度场和应力场的研究、润滑油膜以及积碳等方面的研究。
国内对活塞热负荷的研究主要是在高校进行，对于利用经验和半经验公式得出平均边界换热系数，再根据平均燃气温度对活塞进行稳态热分析的研究，国内研究的比较深入。
比如，大连理工大学冯立岩对活塞组在受热载荷下的温度场，机械载荷下的应力与变形和耦合下的应力进行了有限元分析，结果发现在活塞的有限元分析中，热分析是整个耦合分析的基础环节，而传热边界条件的确立是决定热分析准确度的最关键因素。
建立活塞、活塞环和气缸套的耦合模型，在提高计算精度的同时，对减小确立边界条件的试算量也大有裨益。
活塞销端部上端存在沿销轴方向的变形，对挡塞上端产生挤压，造成挡塞磨损。
华北工学院董小瑞对汽油机活塞在机械载荷和热载荷耦合作用下的变形与应力进行三维有限元分析，研究表明HH471QE发动机活塞销孔上侧面的等效应力最大，活塞销座与活塞顶过渡部位也存在较大的应力，而其它部位的应力较小，活塞整体的应力分布比较均匀。
由于气体压力作用在活塞顶，活塞整体下移，但位移量不大。
同济大学郑百林分别对汽油机活塞与柴油机活塞热力耦合作用下的应力与变形及其强度进行了有限元分析，得到了活塞温度场的结果，在安全工作范围内，第一道环槽边温度值远低于220℃。
在热载荷和机械载荷同时作用下，活塞顶部Y最大位移出现在第一环槽外边缘，其大小为0.1974 mm：X方向最大位移处于顶边角点处，其值为0.3337 mm；Z向有负向位移，最大负向位移在另一顶边角点处，大小为0．3096 mm；三个方向的位移都沿周向逐渐变为接近于零。
横截面变形后呈椭圆状。
北京航空航天大学张继春和武汉理工大学陈永东利用Pro／MECHANICA软件多活塞进行有限元分析。
昆明理工大学雷基林与昆明云内动力股份有限公司进行了对4100型增压柴油机活塞在标定工况下进行机械应力场和变形，机械负荷和热负荷共同作用下耦合应力场和变形的计算与分析。
中北大学吕彩琴进行了柴油机活塞的热及惯性力耦合研究，得到了活塞温度最高的部位位于活塞项中央和活塞顶部燃烧室内侧凸台；活塞温度由顶部向裙部逐渐降低。
国外在内燃机传热方面的研究要更早，研究得更充分。
在内燃机传热计算中常用的经验公式和半经验公式都是欧美科学家和内燃机厂家在20世纪经过试验计算总结得出的。
基于计算机技术的发展和普及，最近国外公司对柴油机活塞的机械疲劳研究多采用对比发动机耐久试验数据，以计算机建模和仿真计算等来模拟热负荷与机械负荷对活塞结构的影响，从而判断活塞的可靠性国外在20世纪70年代已开始热冲击研究。
如英国里卡多公司建立了热流和热传导试验台，用于热流的流向和热流的分配研究，德国马勒公司对活塞的研究主要是通过整机试验，马勒公司的35个整机试验台用于研究各种活塞的可靠性。
俄罗斯在发动机热负荷的试验研究上既有稳态研究，也有最新的瞬态研究手段；在燃烧室零件的应力分析方面，已经完成了对燃烧室零件的稳态热弹性应力、准静态热应力以及热弹性应力与机械应力迭加的分析。
美国Wisconsin大学Madison分校Yong Liu和R．D．REITZ运用有限差分法对内燃机燃烧室部件进行了循环瞬态模拟，分析模型综合考虑了活塞组、润滑油膜、缸套以及缸盖等，提高了缸内传热模拟的精度。
伊朗Shiraz大学A．Mohammadi，M．Yaghoubi，M．Rashidi对火花点燃式发动机的局部换热系数进行了研究，发现活塞缸内不同位置的换热系数不同，但是其变化与曲轴转角趋势相同。
土耳其Sakarya大学Ekrem Buyukkaya，Muhammet Cerit研究了绝热镀层对柴油机活塞热负荷的影响。
西班牙瓦伦西亚科技大学的J．Galindo等人研究了增压柴油机一维气动模式下瞬态传热过程的计算。
国外目前研究的重点是瞬态传热、整机热分析和绝热发动机。
3.3、内燃机活塞仿真的趋势活塞的性能好坏直接关系到发动机整机性能，在对活塞有限元分析研究中，需对活塞的影响因素进行全面的仿真和分析。
可以考虑采用将活塞、活塞环、气缸套和活塞销组合起来的耦合模型进行分析研究；还可以把缸内气体流动、燃烧、对流传热、辐射传热等模型与有限元分析充分结合起来，进行瞬态传热研究与仿真；在线性静态仿真的基础上对活塞进行非线性的瞬态仿真与分析；在热力耦合基础上进行多种耦合分析，在温度场基础上进行多物理场分析；在活塞单体基础上实行多体分析,建立活塞仿真CAE数据库、模拟计算、试验、设计等内容，实现活塞有限元分析与优化，最终达到活塞仿真分析的集成化、网络化和系统管理。
