一、CAE是什么？

CAE(Computer Aided Engineering)指工程設(shè)計(jì)中的計(jì)算機(jī)輔助工程，指用計(jì)算機(jī)輔助求解分析復(fù)雜工程和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，以及優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能等。CAE技術(shù)的提出就是把工程的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)地組織起來，其關(guān)鍵就是將有關(guān)的信息集成，使其產(chǎn)生并存在于工程的整個(gè)生命周期。



傳統(tǒng)的CAE技術(shù)是指工程設(shè)計(jì)中的分析計(jì)算與分析仿真，具體包括工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)與過程優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度與壽命評(píng)估、運(yùn)動(dòng)/動(dòng)力學(xué)仿真，驗(yàn)證未來工程/產(chǎn)品的可用性與可靠性。

如今，隨著企業(yè)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，CAE軟件與CAD/CAM/CAPP/PDM/ ERP一起，已經(jīng)成為支持工程行業(yè)和制造企業(yè)信息化的主導(dǎo)技術(shù)，在提高工程/產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低研究開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期方面都發(fā)揮了重要作用，成為實(shí)現(xiàn)工程/產(chǎn)品創(chuàng)新的支撐技術(shù)。

二、CAE工作原理

CAE的工作原理主要分為了前處理、有限元分析以及后處理三個(gè)部分：

前處理：給實(shí)體建模與參數(shù)化建模，構(gòu)件的布爾運(yùn)算，單元自動(dòng)剖分，節(jié)點(diǎn)自動(dòng)編號(hào)與節(jié)點(diǎn)參數(shù)自動(dòng)生成，載荷與材料參數(shù)直接輸入有公式參數(shù)化導(dǎo)入，節(jié)點(diǎn)載荷自動(dòng)生成，有限元模型信息自動(dòng)生成等。

有限元分析：限單元庫(kù)，材料庫(kù)及相關(guān)算法，約束處理算法，有限元系統(tǒng)組裝模塊，靜力、動(dòng)力、振動(dòng)、線性與非線性解法庫(kù)。大型通用題的物理、力學(xué)和數(shù)學(xué)特征，分解成若干個(gè)子問題，由不同的有限元分析子系統(tǒng)完成。一般有如下子系統(tǒng)：線性靜力分析子系統(tǒng)、動(dòng)力分析子系統(tǒng)、振動(dòng)模態(tài)分析子系統(tǒng)、熱分析子系統(tǒng)等 。

后處理：根據(jù)工程或產(chǎn)品模型與設(shè)計(jì)要求，對(duì)有限元分析結(jié)果進(jìn)行用戶所要求的加工、檢查，并以圖形方式提供給用戶，輔助用戶判定計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)方案的合理性。



三、CAE的作用

1.分析和設(shè)計(jì)支持：CAE可以幫助工程師快速、精確地進(jìn)行產(chǎn)品分析和設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)分析、流體動(dòng)力學(xué)、熱傳遞等，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能。

2.優(yōu)化設(shè)計(jì)過程：通過CAE，工程師可以進(jìn)行數(shù)字化仿真和虛擬試驗(yàn)，通過模擬多種場(chǎng)景下的設(shè)計(jì)效果，以優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程。

3.提高生產(chǎn)效率：CAE可以幫助企業(yè)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，提高生產(chǎn)效率和降低成本。

4.改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量：CAE可以幫助企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題，從而改善產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。

5.減少試驗(yàn)成本：通過CAE，工程師可以在數(shù)字環(huán)境中進(jìn)行模擬試驗(yàn)，降低實(shí)際試驗(yàn)的成本和風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，CAE對(duì)于工程設(shè)計(jì)和制造有著重要的作用，可以幫助企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)，并在全球范圍內(nèi)保持競(jìng)爭(zhēng)力。



四、CAE產(chǎn)品

目前，市面上應(yīng)用CAE技術(shù)的產(chǎn)品，主要有3DEXPERIENCE、Abaqus、CATIA等。下面，我們一起來了解這些CAE產(chǎn)品有什么作用。

1.3DEXPERIENCE協(xié)同平臺(tái)

達(dá)索系統(tǒng)通過以3DEXPERIENCE平臺(tái)為基礎(chǔ)，打造最先進(jìn)的三維產(chǎn)品開發(fā)軟件應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)、分析、仿真、數(shù)據(jù)與流程管理一體化平臺(tái)。



3DEXPERIENCE是唯一一個(gè)既可以運(yùn)行業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)又可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的業(yè)務(wù)模型的平臺(tái)。它提供了一個(gè)協(xié)作環(huán)境，使企業(yè)和個(gè)人以全新的方式實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，并使用虛擬體驗(yàn)的產(chǎn)品和服務(wù)。它將人員、想法、數(shù)據(jù)和解決方案連接到一個(gè)始終可用的協(xié)作和交互環(huán)境中，可以幫助您提高執(zhí)行力、提高生產(chǎn)率并加速創(chuàng)新。通過3D EXPERIENCE平臺(tái)，我們?yōu)槊總€(gè)行業(yè)提供量身定制的行業(yè)解決方案。



平臺(tái)詳情：3DEXPERIENCE協(xié)同平臺(tái)

2.Abaqus有限元分析軟件

Abaqus為全球知名的大型通用有限元分析軟件，具有單元類型全、材料模型多、分析能力強(qiáng)、可擴(kuò)展性高等特點(diǎn)，特別是在求解復(fù)雜非線性問題方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。



除了用于模擬汽車、航空航天等結(jié)構(gòu)力學(xué)問題，Abaqus在基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)也得到了眾多應(yīng)用。Abaqus提供了多種混凝土和巖土塑性模型，支持靜力、動(dòng)力、顯式動(dòng)力、滲流、傳熱等分析類型，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施中的各類力學(xué)問題的模擬具有廣泛適用性，例如建筑橋梁等結(jié)構(gòu)的整體彈塑性分析和穩(wěn)定分析，局部多尺度與精細(xì)化模擬，地下結(jié)構(gòu)、邊坡穩(wěn)定性、樁基礎(chǔ)、滲流和固結(jié)等各類巖土工程問題。

軟件詳情：Abaqus有限元分析軟件

3.CATIA三維設(shè)計(jì)軟件

CATIA 是全球出色的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和體驗(yàn)解決方案。它被不同行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)組織所采用，用以開發(fā)我們?nèi)粘Ｉ钜姷胶褪褂玫漠a(chǎn)品。

CATIA 不僅能夠?yàn)樗挟a(chǎn)品建模，還能夠在現(xiàn)實(shí)行為背景下建模：在體驗(yàn)時(shí)代進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)架構(gòu)師、工程師、設(shè)計(jì)師、建筑專業(yè)人員和所有貢獻(xiàn)者都能定義、構(gòu)思和塑造互聯(lián)世界。

CATIA 在達(dá)索系統(tǒng) 3DEXPERIENCE 平臺(tái)的技術(shù)支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)：

基于單一數(shù)據(jù)源的社交設(shè)計(jì)環(huán)境，并允許您通過強(qiáng)大的3D儀表板進(jìn)行訪問，從而促進(jìn)跨所有相關(guān)人員（包括移動(dòng)工作者）的商業(yè)情報(bào)互訪，以及實(shí)時(shí)并行的設(shè)計(jì)和協(xié)作。

為有經(jīng)驗(yàn)者和訪客用戶提供的直觀 3DEXPERIENCE，配有可優(yōu)化用戶使用效果的世界級(jí)3D建模和仿真功能。

包容性產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)，可與現(xiàn)有流程和工具輕松集成。這一配置允許不同專業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)過程的各個(gè)階段充分利用強(qiáng)大的集成式專家應(yīng)用程序。



軟件詳情：CATIA產(chǎn)品設(shè)計(jì)和體驗(yàn)解決方案

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