CAE技术及其在车辆行业地运用

本文在简要介绍CAE及其分支虚拟样机技术的基础上，以世界几个著名公司的CAE应用情况阐明了CAE技术的重要作用。本文以作者所在单位的具体情况为出发点，阐述了应用CAE技术的迫切性和美好的应用前景，并结合作者的实践，提出了一些具体建议。 一、CAE技术简介 1.CAE技术 随着科技的发展进步，产品在趋于多样化、智能化的同时，会不可避免地趋于复杂化。对于复杂的工程，人们都希望能在产品生产以前对设计方案进行精确的试验、分析和论证，这些工作需要借助计算机实现，就是计算机辅助工程，即 CAE（Computer Aided Engineering）。CAE是包括产品设计、工程分析、数据管理、试验、仿真和制造的一个综合过程，关键是在三维实体建模的基础上，从产品的设计阶段开始，按实际条件进行仿真和结构分析，按性能要求进行设计和综合评价，以便从多个方案中选择最佳方案，或者直接进行设计优化。 目前，为了更好地进行各工程阶段的工作，设计人员已越来越多地运用计算机辅助手段，于是产生了一系列的技术分支，如计算机辅助设计 CAD（Computer Aided Design）、计算机辅助试验 CAT（Computer Aided Test）、计算机辅助工艺过程设计 CAPP（Computer Aided Process Planning）以及计算机辅助制造 CAM（Computer Aided Manufacturing）等，有时将它们统称为CAX技术。 2.CAE软件 在工程中应用CAE技术，需要一个载体，而 CAE技术的载体就是 CAE软件。CAE软件是结合计算力学、计算数学、相关的工程科学、工程管理学和现代计算技术，而形成的综合性、知识密集型信息产品。 CAE软件大体可以分为专用和通用两类。 专用软件，即针对特定类型的对象所开发的用于性能分析、预测和优化的软件。从广义上说，设计人员手头的一些小计算程序都可以认为是专用CAE软件。 通用软件，即可以对多种类型对象的物理、力学性能进行分析、模拟、预测、评价和优化，以实现产品技术创新的软件。通用CAE软件主要指大型通用商业化软件，如 NASTRAN、ADAMS、ANSYS、MARC、ADINA以及 ABAQUS等。 3.CAE内涵 CAE技术主要包括以下三个方面的内容： (1)有限元法的主要对象是零件级，包括结构刚度、强度分析、非线性和热场计算等内容； (2)仿真技术的主要对象是分系统或系统，包括虚拟样机、流场计算和电磁场计算等内容； (3)优化设计的主要对象是结构设计参数。 从运用有限元法对已设计产品的性能进行简单校核，逐步发展到对产品性能的准确预测，再到对产品工作过...