CAE是計算機輔助工程 computer assistant engineering的縮寫。
一項工程,一般包含初步設計、試驗、分析、工程設計、施工、建成和驗收(評定)等若干階段.隨著電子技術的迅速發展,人們越來越多地採用計算機做為輔助手段,更好地實現各工程階段的工作,於是產生了一系列的科學分支,比如計算機輔助設計(CAD),計算機輔助試驗(CAT),計算機輔助工藝過程設計(CAPP),以及計算機輔助製造(CAM)等等.
一項工程往往是比較複雜的,在正式工程設計之前,都要對設計方案進行精確的試驗、分析和論證,並對正式施工的全過程進行嚴格的管理和監測.這些工作藉助計算機來實現,就是計算機輔助工程(簡稱CAE).
可以說CAE是包括產品設計、工程分析、資料管理、試驗、模擬和製造在內的計算機輔助設計和生產的綜合系統.CAE技術的應用範圍很廣,發展也相當快,當前CAE技術的功能主要有產品的建模、工程分析與模擬.
為了在計算機中分析和模擬一個產品,首先必須建立產品模型.產品模型不僅包括與生產有關的所有資訊,如幾何形狀、尺寸、精度、各表面的相互關係以及材料和熱處理等資訊,而且結構上還要清楚地表達這些資訊之間的關聯.有了產品模型以後,即可研究產品在工作環境中的受力變形、振動及運動的情況,以便評定產品是否滿足設計要求.CAE的分析方法主要是有限元法和模態分析法.所謂有限元法是用計算機把複雜的零件形體自動分割成有限個形狀簡單的小塊(稱網格單元),然後逐個分析、計算這些小單元體的變形,並按一定的關係求得零件的總變形.模態分析法主要用於分析衝擊和變負荷的動態結構,在振動分析的基礎上可在計算機的螢幕上顯示出結的動畫.對於一部由許多零件裝配成的機器,可以用有限元法或模態分析法求出每個零件的變形或振動量,然後根據裝配的連線條件求得整體結構的變形和振動.
CAE系統採用引數最佳化方法進行方案優選,使方案設計考慮的因素更為精細、全面和合理.CAE系統也可以對運動的機構進行動態分析,並可畫出機構運動的動畫、以便檢查機構的運動軌跡,校核運動件的干涉情況,還可計算出各構件的運動速度、加速度和受力的大小.CAE系統還可以對金屬切削加工、鑄造、焊接、成型、試驗、裝配和物料流動等各種工藝過程進行模擬,除了對產品加工質量進行預測之外,還可以深入研究這些工藝過程的機理和規律.
當前,CAE系統正向智慧化發展,被很多公司、工廠用於新產品開發,以縮短新產品研製的週期,降低成本和提高質量,加強在國內外市場中的競爭能力.
CAE是計算機輔助工程 computer assistant engineering的縮寫。
一項工程,一般包含初步設計、試驗、分析、工程設計、施工、建成和驗收(評定)等若干階段.隨著電子技術的迅速發展,人們越來越多地採用計算機做為輔助手段,更好地實現各工程階段的工作,於是產生了一系列的科學分支,比如計算機輔助設計(CAD),計算機輔助試驗(CAT),計算機輔助工藝過程設計(CAPP),以及計算機輔助製造(CAM)等等.
一項工程往往是比較複雜的,在正式工程設計之前,都要對設計方案進行精確的試驗、分析和論證,並對正式施工的全過程進行嚴格的管理和監測.這些工作藉助計算機來實現,就是計算機輔助工程(簡稱CAE).
可以說CAE是包括產品設計、工程分析、資料管理、試驗、模擬和製造在內的計算機輔助設計和生產的綜合系統.CAE技術的應用範圍很廣,發展也相當快,當前CAE技術的功能主要有產品的建模、工程分析與模擬.
為了在計算機中分析和模擬一個產品,首先必須建立產品模型.產品模型不僅包括與生產有關的所有資訊,如幾何形狀、尺寸、精度、各表面的相互關係以及材料和熱處理等資訊,而且結構上還要清楚地表達這些資訊之間的關聯.有了產品模型以後,即可研究產品在工作環境中的受力變形、振動及運動的情況,以便評定產品是否滿足設計要求.CAE的分析方法主要是有限元法和模態分析法.所謂有限元法是用計算機把複雜的零件形體自動分割成有限個形狀簡單的小塊(稱網格單元),然後逐個分析、計算這些小單元體的變形,並按一定的關係求得零件的總變形.模態分析法主要用於分析衝擊和變負荷的動態結構,在振動分析的基礎上可在計算機的螢幕上顯示出結的動畫.對於一部由許多零件裝配成的機器,可以用有限元法或模態分析法求出每個零件的變形或振動量,然後根據裝配的連線條件求得整體結構的變形和振動.
CAE系統採用引數最佳化方法進行方案優選,使方案設計考慮的因素更為精細、全面和合理.CAE系統也可以對運動的機構進行動態分析,並可畫出機構運動的動畫、以便檢查機構的運動軌跡,校核運動件的干涉情況,還可計算出各構件的運動速度、加速度和受力的大小.CAE系統還可以對金屬切削加工、鑄造、焊接、成型、試驗、裝配和物料流動等各種工藝過程進行模擬,除了對產品加工質量進行預測之外,還可以深入研究這些工藝過程的機理和規律.
當前,CAE系統正向智慧化發展,被很多公司、工廠用於新產品開發,以縮短新產品研製的週期,降低成本和提高質量,加強在國內外市場中的競爭能力.