计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,简称CAE)是一种利用计算机技术对工程和产品进行设计、分析、模拟和优化的方法。它涉及使用计算机辅助设计(CAD)所绘制的模型以及数学公式计算、模拟和预测各种物理场,如结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能,并进行结构性能的优化设计。
CAE的主要应用领域包括航空航天、汽车工业、船舶设计、建筑工程等,它可以帮助工程师在更短的时间内完成任务,减少设计困难和复杂性,同时减少实际试验的次数和成本。
CAE技术的关键优势包括:
提高设计效率:
通过计算机模拟和仿真,工程师可以在早期阶段预测和解决潜在的设计问题,从而缩短设计周期。
降低成本:
减少物理试验的次数和成本,同时提高设计质量。
优化设计:
通过参数化设计和优化,可以在设计过程中自动调整设计参数,以达到最佳的结构性能。
可视化结果:
提供直观的可视化结果,帮助工程师更好地理解和解释模拟结果。
多学科耦合分析:
能够进行结构、流体、电磁等多物理场的耦合分析,提供更全面的工程分析。
随着计算机技术的不断进步,CAE系统的功能和计算精度都在不断提高,各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生,并已成为工程和产品结构分析、校核及结构优化中必不可少的数值计算工具。