什么是CAE？软件有哪些？原理及作用分析

作为工业软件中的一类典型代表,,CAE软件广泛应用于制造业中的方方面面，在航空航天、汽车、船舶、家电、消费电子、生物医疗等诸多领域发挥着重要的作用。那么，什么是CAE?原理是?有什么作用?本文将具体梳理。

1.CAE

CAE(Computational Aero-E lasticity)从狭义的角度来说是指借助计算机分析产品和工程问题的运行性能与可靠性，从广义角度来说包括制造业和工程信息化的所有方面。

现在所说的CAE指工程问题中的分析计算和仿真，主要包括结构与过程的优化设计、结构的动力学、静力学分析、产品强度校核与寿命计算、运动仿真。CAE的核心技术是有限元技术与运动仿真技术，有限元方法随着计算机技术发展得到广泛应用已经成为最常用的分析工具。CAE软件的功能也越来越完善，SDRC发展了多项专业应用技术，实现有限元技术与实验技术有效地结合，如灵敏度与优化分析、可靠性分析、振动与噪声等模块都是它在自己的单一分析模型基础上进行的，MAC/NASTRAN 等增强了软件的前后处理能力并发展了与各CAD软件的专用接口。

2.CAE工作原理

CAE工作原理主要分为了前处理、有限元分析以及后处理三个部分，我们接下来详细的分析一下。

前处理：给实体建模与参数化建模，构件的布尔运算，单元自动剖分，节点自动编号与节点参数自动生成，载荷与材料参数直接输入有公式参数化导入，节点载荷自动生成，有限元模型信息自动生成等

有限元分析：限单元库，材料库及相关算法，约束处理算法，有限元系统组装模块，静力、动力、振动、线性与非线性解法库。大型通用题的物理、力学和数学特征，分解成若干个子问题，由不同的有限元分析子系统完成。

后处理：根据工程或产品模型与设计要求，对有限元分析结果进行用户所要求的加工、检查，并以图形方式提供给用户，辅助用户判定计算结果与设计方案的合理性。

3.CAE软件分类

CAE软件通常分为通用类软件、专用类软件两大类，此外还可根据功能及应用领域不同做出细分：

(1)按功能分类：求解类软件和前后类软件;

(2)按应用领域分类：面向领域结构软件，面向流体力学领域的CFD软件，多物理场耦合软件。

目前比较常用的CAE分析软件有ABAQUS，ANSYS，LS-DYNA，DYTRAN，ADINA，NASTRAN，ALGOR，COSMOS，HYPERMESH，MARC等。

4.CAE的作用

(1)CAE可以很好的增加设计功能，，使用计算机的分析计算能力，从而确保产品设计的合理性，减少设计成本。

(2)CAE可以帮助缩短设计以及分析的循环周期。CAE在分析的时候，很大程度上的将传统设计中资源消耗，同时有效的预测整个周期的可靠性。

(3)采用优化设计，可以很好地找出产品设计的良好方案，降低设计材料的消耗以及设计成本。

推荐阅读：

什么是工业软件?与工业APP的区别是?

云办公软件有哪些?当前云办公存在什么问题?

计算机行业：国内CAE厂商或将加速发展-210916(39页).pdf

2021年CAE基本概念与应用方式及全球市场规模研究报告(39页).pdf