CAE发展趋势

CAE技术在车辆产业中的应用焦泽宇北京科技大学信计1201摘要：经济发展迅速的现代社会，车辆的应用将越来越广泛，伴随而来的是汽车产业的急速发展，而作为在产品设计中得以极大运用的CAE技术必将极大的应用于车辆产业。

介绍CAE技术在车辆生产的前期研发中的应用和研发流程、产品的设计与优化、车辆运行的一些参数的分析。

关键词：CAE技术、车辆产业、车辆设计、产品测试、展望。

1. CAE技术的概述CAE（计算机辅助工程)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，它的理论基础是有限元法和数值分析方法。

有限元法的基木思想是将连续的求解区域离散为一组有限个且按一定方式相互连结在一起的单元的组合体。

由于单元本身又可以有不同形状，因此可以模拟几何形状复杂的求解域。

数值分析方法是研究适合于在计算机上使用的实际可行、理论可靠、计算复杂性好的数值计算方法，近40年来，数值分析迅速发展并成为数学科学中的一个独立学科。

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。

主要是用计算机对工程或产品进行性能与安全可靠性分析，对其米来的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计缺陷，并证实工程或产品米来性能的可用性与可靠性。

将CAE定义扩展为支持从研究开发到产品检测整个生产过程的计算机系统，包括分析、计算和仿真在内的一切研发活动。

CAE软件集成了有限元法、数值分析、优化设计、图像处理、工程管理学、人机智能工程等多种技术领域，是一种综合性、知识密集型信息产品， CAE软件在功能、性能、前后处理能力、单元库、解法库、材料库等方面进一步完善，版本不断更新，用户界面和数据管理技术等方面已臻于成熟，解决了很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。

2. CAE技术在汽车优化设计过程中的作用CAE技术在汽车产品优化设计过程中的作用集中体现在三方面:(1)CAE技术极大地缩短了产品的研制周期，在建模和分析过程中采用实体造型和参数化，模型和参数的修改都很方便，最终确定合理的结构参数所需时间得到大幅度的缩短。

2CAE简介作为国内工业界推广应用CAE的基础，有必要简要介绍CAE的概念、应用、分析过程、作用及发展趋势。

一方面，对CAE有初步的又是较系统的认知，另一方面，在了解国际范围内CAE应用的历史和现状的基础上，CAE的各类用户可以对自身目前CAE的应用进行多视角的比较。

2.1 CAE的基本概念、特点及作用广泛地说，CAE可以包括工程和制造业信息化的所有方面，但是目前通常所说的CAE主要指用计算机及其相关的软件工具对工程、设备及产品进行功能、性能与安全可靠性进行分析计算、校核和量化评价；对其在给定工况下的工作状态进行模拟仿真和运行行为预测；发现设计缺陷，改进和优化设计方案，并证实未来工程、设备及产品的功能和性能的可用性和可靠性。

一般地，CAE在工程应用上的定义为：CAE是一种在二维或三维几何形体（CAD）的基础上，运用有限元（FE）、边界元（BE）、混合元（ME）、刚性元（RE）、有限差分和最优化等数值计算方法并结合计算机图形技术、建模技术、数据管理及处理技术的基于对象的设计与分析的综合技术和过程。

其核心技术为有限元与最优化技术。

CAE的特点是以工程和科学问题为背景，建立相应的计算模型并进行计算机仿真分析。

一方面，CAE技术的应用，使许多过去受方法和条件限制无法分析的很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题，通过计算机数值模拟可得到满意的解答；另一方面，CAE使大量繁杂的工程分析问题简单化，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、新产品的开发以及对已有产品的故障分析等方面发挥了重要作用。

同时，CAE技术的迅速发展和应用又推动了许多相关的基础学科和应用科学的进步。

还应客观地说明，在产品开发中，由概念设计、初步设计、详细设计到试验，再修正设计，再试验，直到满足产品要求，试验一直是不可或缺的。

CAE仿真分析技术的引入也许永远不能彻底消除这一既费时又费料的环节，但是已经被成功应用，最大限度地减少或缩短了这一环节。

CAE技术信息集粹塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用CAE技术。

这是发展的必然趋势。

注塑成型分两个阶段，即开发/设计阶段（包括产品设计、模具设计和模具制造）和生产阶段（包括购买材料、试模和成型）。

传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。

采用CAE技术，可以完全代替试模，CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案，在模具制造之前，预测塑料熔体在型腔中的整个成型过程，帮助研判潜在的问题，有效地防止问题发生，大大缩短了开发周期，降低生产成本模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求越来越高，传统的模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。

计算机辅助工程（CAE）技术已成为塑料产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。

同传统的模具设计相比，CAE技术无论在提高生产率、保证产品质量，还是在降低成本、减轻劳动强度等方面，都具...CAE(Computer Aided Engineering)是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、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。

CAE从60年代初在工程上开始应用到今天，已经历了50多年的发展历史，其理论和算法都经历了从蓬勃发展到日趋成熟的过程，现已成为工程和产品结构分析中(如航空、航天、机械、土木结构等领域)必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续力学各类问题的一种重要手段。

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。

cadcaecam的发展现状及应用领域50-60年代初CAD技术处于准备和酝酿时期，被动式的图形处理是这阶段CAD技术的特征。

60年代CAD技术得到蓬勃发展并进入应用时期，这阶段提出了计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想，从而为CAD 技术的进一步发展和应用打下了理论基础。

70年代CAD技术进入广泛使用时期，1970 年美国Applicon公司首先推出了面向企业的CAD商品化系统。

80年代CAD技术进入迅猛发展时期，这阶段的技术特征是CAD技术从大中企业向小企业扩展;从发达国家向发展中国家扩展;从用于产品设计发展到用于工程设计和工艺设计。

90年代以后CAD技术进入开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期，这阶段的CAD技术都具有良好的开放性，图形接口、功能日趋标准化。

微机加视窗操作系统与工作站加Unix操作系统在因特网的环境下构成CAD系统的主流工作平台，同时网络技术的发展使得CAD/CAE/CAM集成化体系摆脱空间的约束，能够更好地适应现代企业的生产布局及生产管理的要求。

在CAD系统中，正文、图形、图像、语音等多媒体技术和人工智能、专家系统等高新技术得到综合应用，大大提高了CAD自动化设计的程度，智能CAD应运而生。

智能CAD把工程数据库及管理系统、知识库及专家系统、拟人化用户介面管理系统集于一体。

CAD体系结构大体可分为基础层、支撑层和应用层三个层次。

基础层由计算机及外围设备和系统软件组成。

随着网络的广泛使用，异地协同虚拟CAD环境将是CAD支撑层的主要发展趋势。

应用层针对不同应用领域的需求，有各自的CAD专用软件来支援相应的CAD工作。

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，及早发现设计缺陷，并证实未来工程、产品功能和性能的可用性与可靠性。

CAE软件是迅速发展中的计算力学、计算数学、相关的工程科学、工程管理学与现代计算技术相结合，而形成的一种综合性、知识密集型信息产品。

探讨塑料模具CAE技术的概况和发展分析摘要:随着社会上科学技术在不断地进步,塑料厂具在不断的兴起,模具生产的技术也在不断地的推陈出新。

塑料模具厂各出奇招使得生产的塑料模具销量得到突破。

目前,在多数模具厂中会将CAE技术使用到模具生产过程中,通过这项技术的使用会极大的提高塑料模具的生产效率。

本文主要通过对于CAE技术的介绍来分析塑料模具CAE 技术的一些概况,以及塑料模具CAE技术的发展趋势。

关键词:简介概况发展趋势塑料模具中的CAE技术是一项涉及面比较广,涵盖学科较多以及工程较复杂的综合性技术,总的说来,是一个综合性的软件系统。

整个的CAE技术是通过一些复杂的高新技术如传热学,数值计算学等对于设计的塑料模具进行相应的检查以及成型模具的检测和方案的修改,来确保模具设计过程中出现设计方面的错误等。

由于CAE技术在使用过程中,会减少许多人为的技术上的错误以及降低一些模具生产的次品率等,所以这项技术是具有较多的优点以及发展的潜能的。

所以对于生产商来说,对CAE技术的探讨和研究是必须的,同时也是具有较大的意义的。

这样技术的研究,不仅具有较广的发展道路,同时也会在探究发展的同时推动模具厂的生产发展,具有较好的发展潜能。

1 CAE技术的简介1.1 CAE技术概念塑料模具CAE是一个涉及面比较广,集合了许多种学科和工程技术的一种综合性的产品。

总的说来,CAE技术是一种综合性的软件系统,其核心的技术主要是工程方面问题的模型以及数值计算的方法。

CAE技术是需要依靠载体而存在的,其载体是软件产品,通过软件产品来显示出CAE技术在塑料模具方面的使用以及一些使用方面的优点。

1.2 CAE技术的应用CAE技术主要是通过数学算法以及数学模型对于模具的设计过程中的成品进行模拟检测,这样的应用可以在一定的程度上使得模具生产在生产设计过程中避免出现一些设计方面的盲目性,使得设计师能够及时的修改设计的模具模型。

在模具投入生产之前具有优秀的使用价值。

CAE入门知识介绍1 CAE设计的分类及发展方向CAE(Computer Aided Engineering)是计算机辅助工程的英文缩写，被广泛应用在包括国防、航空、航天、机械制造、汽车、船舶、兵器等众多领域，分为结构分析、CFD（流体动力学分析）、NVH（震动与噪声分析）、多体动力学分析、材料成型性能分析、热传导分析及岩土力学分析等等。

其中结构分析又可以分为：刚强度分析、碰撞分析、疲劳分析、优化分析等。

NVH分析可以分为：模态分析；频响分析；震动分析及噪声分析等。

近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，CAE分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有CAE分析计算。

在进入了CAE软件商品化的发展阶段，CAE开发商为满足市场需求和适应计算机硬、软件技术的迅速发展，在大力推销其软件产品的同时，对软件的功能、性能，用户界面和前、后处理能力，都进行了大幅度的改进与扩充。

这就使得目前市场上知名的CAE软件，在功能、性能、易用性﹑可靠性以及对运行环境的适应性方面，基本上满足了用户的当前需求，从而帮助用户解决了成千上万个工程实际问题。

根据当今国际上CAE软件的发展情况，可以看出CAE分析方法的一些发展趋势：1.1 与CAD软件的无缝集成当今有限元分析软件的一个发展趋势是与通用CAD软件的集成使用，即在用CAD软件完成部件和零件的造型设计后，能直接将模型传送到CAE软件中进行有限元网格划分并进行分析计算，如果分析的结果不满足设计要求则重新进行设计和分析，直到满意为止，从而极大地提高了设计水平和效率。

1.2 更为强大的网格处理能力由于网格质量直接影响到求解时间及求解结果的正确性，近年来各软件开发商都加大了其在网格处理方面的投入，使网格生成的质量和效率都有了很大的提高，但在有些方面却一直没有得到改进，如对三维实体模型进行自动六面体网格划分。

cae在医疗中的应用-回复CAE（计算机辅助工程）在医疗中的应用是一个不断发展和创新的领域。

随着科技的不断进步，CAE在医疗中的应用已经取得了显著的成果。

本文将从介绍CAE的基本概念开始，然后详细介绍CAE在医疗中的应用，最后讨论CAE在未来的发展趋势。

首先，让我们了解一下CAE的基本概念。

CAE指的是计算机辅助工程，是一种运用计算机技术和工程知识解决工程问题的方法。

它主要包括三个方面：CAD（计算机辅助设计）、CAE（计算机辅助工程）和CAM（计算机辅助制造）。

其中，CAE是一种利用计算机仿真技术，预测、分析和优化产品设计及制造过程的方法。

接下来，我们将详细介绍CAE在医疗中的应用。

首先，CAE在医疗影像技术中起到了至关重要的作用。

医疗影像技术的发展使得医生可以通过CT、MRI等设备获得高质量的患者影像数据，而CAE技术可以对这些数据进行处理和分析。

通过CAE技术，医生可以更准确地诊断和治疗疾病，提高医疗水平和效果。

例如，通过CAE技术可以进行脑部影像分析，帮助医生判断肿瘤的性质、位置和大小等信息，进而指导手术操作。

其次，CAE在医疗设备的设计和制造中也发挥了重要作用。

通过CAE 技术，可以对医疗设备的性能进行模拟和优化，提高设备的安全性和可靠性。

例如，通过CAE技术可以对人工关节进行仿真分析，评估关节在不同负荷下的性能，预测关节使用寿命和装配精度等。

这样可以为医生提供更好的手术工具和设备，提高手术的成功率和患者的康复速度。

此外，CAE技术还在医学研究中发挥了重要作用。

通过CAE技术，研究人员可以进行生物力学仿真，分析人体组织和器官的力学特性，研究疾病发生和发展的机制。

例如，通过CAE技术可以研究心脏病发作时的血流动力学，为心血管疾病的防治提供科学依据。

最后，我们来讨论一下CAE在医疗中的未来发展趋势。

随着人工智能技术的不断进步，CAE在医疗中的应用将更加广泛和深入。

人工智能可以帮助医生对海量的医学数据进行处理和分析，提高诊断和治疗的准确性和效率。