CAD和CAE是什么？兩者有什么關系？常見的CAD/CAE軟件介紹

2023-04-27 19:32:47 作者：C-C 23473

1 CAD和CAE是什么意思

CAD(Computer Aided Design-CAD)是計算機輔助設計，設計人員利用計算機及其圖形設備進行設計工作的一種方法，在設計人員進行設計時往往需要借助計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以此擇優，決定最優方案。

CAE(Computer Aided Engineering)是計算機輔助工程的簡稱,主要指用計算機分析產品和工程的性能與安全可靠性，模擬其未來的工作狀態和運行行為，盡早的發現設計缺陷，并對產品功能和性能、未來工程的可用性和可靠性予以證實。

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2 CAD和CAE的關系

CAE與CAD既有聯系又有區別，其中CAD是計算機輔助設計，重點是設計;CAE即計算機輔助工程，重點是仿真。

(1)CAE工作流程：仿真過程之前需要創建部件模型和有限元模型以進行前處理。這一過程中，一般的商業CAE軟件都提供了CAD功能以供用戶對幾何模塊進行創建、編輯、管理等，但功能較為簡單。而復雜的工程問題，其幾何模型往往非常復雜，計算工作者更愿意使用專業的幾何建模軟件(即CAD軟件，如AutoCAD、CATIA、Inventor等)來生成此類幾何。

(2)CAD工作流程：仿真是設計過程向下的自然延伸，很多CAD軟件具備CAE仿真功能。如PTC的CAD產品Creo能夠實現對結構力學、流體力學、熱力學等學科的仿真分析;

(3)發展趨勢：CAE與CAD未來可能趨于融合。過去的設計與仿真之間界限分明，CAD軟件兼具通用性質與垂直性質，而CAE軟件則更強調行業與場景下的工程問題的解決，分工明確。但隨著時代的發展，研發設計將承擔越來越多的職責，特別是并行工程(Concurrent Engineering,CE)等概念從提出到落地，研發已經逐漸從最初的注重產品的外在性質到同時關注產品可生產性、物料可采購性、客戶需求全面性、產品可維護性以及產品可盈利性等多樣特性。

3 塑料模具中常見的CAE/CAD軟件

(1)國外的CAE/CAD模擬軟件

CAE/CAD技術是從20世紀60年代初期開始發展起來的，而最為典型的CAE/CAD模擬軟件便是美國PTC公司開發的Pro/E軟件。這一款軟件在CAE/CAD模擬中占據著十分重要的地位，功能強大，是應用最為廣泛的軟件之一。

除此之外，美國EDS公司開發的UG軟件也是一款應用廣泛的軟件，在工藝優化、模具構造設計等方面的模擬中發揮重大的作用。

另外一款較為常見的軟件是澳大利亞Moldflow公司所開發的Moldflow軟件，這一款軟件可以詳細地從模具的澆口、熱流道、壁厚、冷卻系統等各個方面對模具設計和模具制造等進行模擬，在驗證和優化塑料制件和模具成型方面有著不可比擬的功能。

除了以上三種較為常見的CAE/CAD技術軟件還有以色列Cimatron公司的Cima-Tron軟件、美國Solidworks公司的Solid-Works軟件以及美國的C–Mold軟件都可以為CAE技術提供支持。

(2)我國的CAE/CAD模擬軟件

我國的CAE/CAD軟件開發發展也較為迅速。例如，上海交通大學成功將人工智能技術和注塑模CAD系統相結合，開發出了具有集成化功能的注塑模智能CAD系統。

北京航空航天大學開發的CAE/CAD系統可以實現三維曲面造型、數值模擬及分析、數控加工和仿真等。

浙江大學開發的UGH系統是一種可實現精密注塑仿真的CAE/CAD系統；

華中科技大學開發的HSC–I系統則可以實現制件的模流分析。

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