计算机辅助工程(Computer Aided Engineering, CAE)是一种利用计算机技术模拟和分析工程问题的方法。它通过数学模型、物理定律和计算机软件,帮助工程师在设计、测试和优化产品时减少实验次数和成本。CAE技术涵盖了多个领域,如结构分析、热力学分析、流体动力学分析等。简而言之,CAE技术让工程师能够在电脑上模拟实验,预测产品在现实世界中的表现,从而提高产品质量和安全性。
CAE的关键组成部分:
计算机辅助设计 (CAD):帮助设计人员绘制工程图纸,创建三维模型,并直接修改设计图稿,提高绘图质量和效率。
计算机辅助制造 (CAM):利用计算机控制设备完成产品制造的技术,如通过数控程序控制机床操作,提高生产效率和产品质量。
计算机集成制造系统 (CIMS):集成了设计、制造、管理等功能,形成高效、协调统一的现代化工厂生产系统。
CAE的功能及用途:
性能与安全可靠性分析
工作状态和运行行为模拟
设计缺陷的早期发现
降低产品试制成本
缩短产品设计周期
CAE的关键技术:
有限元分析 (FEA)
计算流体动力学 (CFD)
多体动力学 (MBD)
耐久性和优化
CAE的现状与发展:
随着计算机技术的快速发展,CAE技术已经成为现代制造业不可或缺的一部分,广泛应用于机械、电子、航空、船舶、汽车、纺织、服装、化工及建筑等行业。