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计算机辅助工程 (CAE)

计算机辅助工程 (CAE) 是利用计算机软件对性能进行仿真,从而改善产品设计或协助解决各个行业的工程问题。 它涵盖了产品、流程和制造工具的仿真、验证和优化。

一个典型的 CAE 过程包括预处理、解算和后处理步骤。 在预处理阶段,工程师采用施加载荷或约束的形式,对几何体(或系统表示形式)和设计的物理属性以及环境进行建模。 接着,使用基础物理场的适当数学公式对模型求解。 在后处理阶段,将结果呈现给工程师以供查看。

CAE 的用途

CAE 应用程序支持多种工程学科或现象:

  • 使用有限元分析 (FEA) 对组件和装配进行应力和动力学分析

  • 使用计算流体力学 (CFD) 进行热和流体分析

  • 对机构进行运动学和动力学分析(多体动力学)

  • 使用 FEA 或边界元方法 (BEM) 进行声学分析

  • 面向多领域机电一体化系统设计的 1D CAE 或机电一体化系统仿真

  • 机械事件仿真 (MES)

  • 控制系统分析

  • 对铸造、模塑和冲压成型等制造流程进行仿真

  • 优化产品或流程

CAE 的优点

CAE 的优点包括降低了产品开发成本并缩短了开发时间,同时提高了产品质量和耐用性。

  • 可以根据设计对性能的影响来制定设计决策。

  • 利用计算机仿真而非物理样机测试,可以对设计进行评估和优化,从而节省时间和金钱。

  • CAE 可以在开发过程的早期洞察性能表现,此时更改设计成本较低。

  • CAE 可以帮助工程团队管理风险,并了解他们的设计对性能的影响。

  • 集成式 CAE 数据和过程管理可将有效利用性能洞察力和改进设计的能力拓展到更大的范围。

  • 通过查明和消除潜在的问题,减少使用保修服务的几率。 在正确集成到产品和制造开发后,CAE 能够支持在早期解决问题,这样可以大大降低与产品生命周期相关的成本。