什么是CAE？軟件有哪些？原理及作用分析

作為工業軟件中的一類典型代表,,CAE軟件廣泛應用于制造業中的方方面面，在航空航天、汽車、船舶、家電、消費電子、生物醫療等諸多領域發揮著重要的作用。那么，什么是CAE?原理是?有什么作用?本文將具體梳理。

1.CAE

CAE(Computational Aero-E lasticity)從狹義的角度來說是指借助計算機分析產品和工程問題的運行性能與可靠性，從廣義角度來說包括制造業和工程信息化的所有方面。

現在所說的CAE指工程問題中的分析計算和仿真，主要包括結構與過程的優化設計、結構的動力學、靜力學分析、產品強度校核與壽命計算、運動仿真。CAE的核心技術是有限元技術與運動仿真技術，有限元方法隨著計算機技術發展得到廣泛應用已經成為最常用的分析工具。CAE軟件的功能也越來越完善，SDRC發展了多項專業應用技術，實現有限元技術與實驗技術有效地結合，如靈敏度與優化分析、可靠性分析、振動與噪聲等模塊都是它在自己的單一分析模型基礎上進行的，MAC/NASTRAN 等增強了軟件的前后處理能力并發展了與各CAD軟件的專用接口。

2.CAE工作原理

CAE工作原理主要分為了前處理、有限元分析以及后處理三個部分，我們接下來詳細的分析一下。

前處理：給實體建模與參數化建模，構件的布爾運算，單元自動剖分，節點自動編號與節點參數自動生成，載荷與材料參數直接輸入有公式參數化導入，節點載荷自動生成，有限元模型信息自動生成等

有限元分析：限單元庫，材料庫及相關算法，約束處理算法，有限元系統組裝模塊，靜力、動力、振動、線性與非線性解法庫。大型通用題的物理、力學和數學特征，分解成若干個子問題，由不同的有限元分析子系統完成。

后處理：根據工程或產品模型與設計要求，對有限元分析結果進行用戶所要求的加工、檢查，并以圖形方式提供給用戶，輔助用戶判定計算結果與設計方案的合理性。

3.CAE軟件分類

CAE軟件通常分為通用類軟件、專用類軟件兩大類，此外還可根據功能及應用領域不同做出細分：

(1)按功能分類：求解類軟件和前后類軟件;

(2)按應用領域分類：面向領域結構軟件，面向流體力學領域的CFD軟件，多物理場耦合軟件。

目前比較常用的CAE分析軟件有ABAQUS，ANSYS，LS-DYNA，DYTRAN，ADINA，NASTRAN，ALGOR，COSMOS，HYPERMESH，MARC等。

4.CAE的作用

(1)CAE可以很好的增加設計功能，，使用計算機的分析計算能力，從而確保產品設計的合理性，減少設計成本。

(2)CAE可以幫助縮短設計以及分析的循環周期。CAE在分析的時候，很大程度上的將傳統設計中資源消耗，同時有效的預測整個周期的可靠性。

(3)采用優化設計，可以很好地找出產品設計的良好方案，降低設計材料的消耗以及設計成本。

以上梳理了CAE的定義、原理、作用及常用的CAE軟件，希望對你有所幫助，如果你想了解更多相關內容，敬請關注三個皮匠報告的行業知識欄目。

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