Computer-Aided Engineering

CAE /计算机辅助工程

计算机辅助工程（CAE）是使用计算机软件来模拟性能，以便改进产品设计或帮助解决各种行业的工程问题。这包括产品，过程和制造工具的模拟，验证和优化。

典型的CAE过程包括前期处理，解决和后处理步骤。在预处理阶段，工程师以应用的负载或约束的形式对设计的几何（或系统表示）和物理属性以及环境进行建模。接下来，使用基础物理学的适当数学公式来求解模型。在后处理阶段，结果提交给工程师审查。

CAE应用程序支持广泛的工程学科或现象，包括：

?使用有限元分析（FEA）对部件和组件的应力和动力学分析

?使用计算流体动力学（CFD）的热和流体分析

?运动学和动力学分析机制（多体动力学）

?使用FEA或边界元素法（BEM）的声学分析

?1D CAE或机电一体化系统仿真，用于多域机电一体化系统设计

?机械事件模拟（MES）

?控制系统分析

?模拟制造工艺，如铸造，成型和模压成型

?产品或过程的优化

一些工程问题需要模拟多个现象以便表示基础物理。解决这些问题的CAE应用程序通常被称为多物理解决方案。

CAE的好处

CAE的好处包括降低产品开发成本和时间，提高产品质量和耐用性。

?设计决策可以基于其对性能的影响。

?可以使用计算机模拟而不是物理原型测试来评估和改进设计，从而节省金钱和时间。

?当设计更改成本更低时，CAE可以在开发过程的早期提供性能洞察。

?CAE帮助工程团队管理风险并了解其设计的性能影响。

?集成CAE数据和流程管理扩展了有效地利用性能洞察和改进设计到更广泛的社区的能力。

?通过识别和消除潜在问题。适当地集成到产品和制造开发中时，CAE可以更早的实现问题解决，这可以显着降低与产品生命周期相关的成本。

CAE软件

以下是CAE软件应用程序的示例：

Simcenter 3D是一个用于3D CAE的统一，可扩展，开放和可扩展的环境，具有连接到设计，一维模拟，测试和数据管理。 Simcenter通过结合同类最佳几何编辑，关联仿真建模和嵌入行业专业知识的多学科解决方案，加快了仿真过程。 Simcenter 3D集成了快速精确的解算器，为结构，声学，流量，热，运动和复合分析，以及优化和多物理场仿真提供动力。

NX Nastran是一个有限元解算器，可分析应力，振动，结构失效/耐久性，热传递，噪声/声学和颤振/气动弹性。

STAR-CCM +是计算流体动力学（CFD），计算固体力学（CSM），热传递，粒子动力学，反应流动，电化学，电磁学，声学和流变学的独立模拟解决方案。 STAR-CCM +通过一个集成的用户界面和自动化工作流程提供准确和高效的模拟技术。这有助于分析和探索复杂的现实世界问题。

LMS Virtual.Lab是一种集成的有限元，边界元和多体建模软件，可模拟机电系统的实际性能。它允许您快速构建复杂的模型，并准确地研究结构完整性，噪声，声音，振动，测试结果的相关性，系统动力学和耐久性性能，优化设计早在原型设计。

LMS Samtech包含一个有限元方法（FEM）求解器套件，用于模拟机械系统的关键性能工程属性。它被设计为满足应用的精确要求，例如风力涡轮机开发，转子动力学，结构和热分析以及复合材料。其高端解算器处理非线性FEM和多体模拟。该软件还具有用于管理航空工程过程的高级CAE集成平台。

LMS Imagine.Lab可帮助您在设计周期中推动虚拟，智能系统设计。它提供所有必要的工具来创建，管理和使用模型和数据，满足各种基于模型的系统工程需求。它有效地处理与机电系统模拟相关的具体挑战。

HEEDS提供了一个高效和易于使用的设计探索框架。通过与当前的设计和仿真工具集成，可以轻松实现工作流程的自动化。 HEEDS自动探索设计空间，以快速识别满足您的目标和限制的解决方案，如降低产品成本，同时将应力保持在可接受的限度以下。

Femap是一个CAD独立的，求解器中立的，Windows本地的高级工程FEA的前处理器和后处理器。它为工程师和分析师提供了FEA建模解决方案，可以轻松，准确，经济地处理最复杂的任务。

Solid Edge Simulation是一种内置的FEA工具，用于设计工程师在Solid Edge环境中以数字方式验证零件和装配设计。基于成熟的Femap有限元建模技术，Solid Edge Simulation可显着减少对原型的需求，从而降低材料和测试成本，同时节省设计时间。

CAE软件开发人员使用以下软件组件作为其应用程序的基础：

D-Cubed组件是六个软件库，可以由软件开发商授权以集成到其产品中。它们提供的功能包括参数草图，零件和装配设计，运动模拟，碰撞检测，间隙测量和隐藏线可视化。

Parasolid是3D几何建模组件软件，使基于Parasolid的产品的用户能够对复杂的零件和装配进行建模。它在几百种不同的CAD，CAM和CAE应用程序中用作几何引擎。