技术日志挑战——第12天：0804

技术总结：

今天是周日，也是休息的一天。

学习笔记：

计算机辅助工程 Computer-Aided Engineer (CAE)

1.定义：

①计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering,CAE)可以定义为在工程分析相关任务中使用技术的一般情况。任何解决或协助工程问题的技术应用都属于这一范畴。

2.概述

①随着计算机图形学和速度的不断提高，电脑辅助设备通过输入信息和按下按钮，帮助工程师完成一度复杂和耗时的任务。

②它包括有限元分析(FEA)、计算流体力学(CFD)、多体动力学(MBD)、耐久性和优化。它与计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)一起被收录在集合缩写”CAx”中。

③CAE这个术语已经被用来描述计算机技术在工程中的广义应用，而不仅仅是工程分析。正是在这种背景下，上世纪70年代末SDRC的创始人杰森：莱蒙(Jason Lemon)创造了这个词。然而，这个定义如今更为人所知的术语是CAx和PLM

④CAE系统被单独看作是整个信息网络中的一个节点，每个节点都可以与网络中的其他节点进行交互。

3.CAE领域：

CAE涵盖的领域包括：

①使用有限元分析进行元件及组件的应力分析(FEA):

②热力及流体流动分析计算流体力学：

③多体动力学和运动学：

④分析工具的过程模拟操作，如铸造，成型，和模压成形

⑤产品或工艺的优化。

4.一般来说，任何计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering,CAE)任务都有三个阶段：

①预处理-定义模型和环境因素适用于它（通常是一个有限元模型，但面，体素，薄片方法也使用）；

②分析求解器（通常在高性能计算机上执行）：

③后处理结果（使用可视化工具）。

5.这个循环被迭代，通常是很多次，或者是手动的，或者是使用商业优化软件。

4.应用与前景

1.汽车工业中的CAE

①CAE工具在汽车工业中得到了广泛的应用。它们的使用使汽车制造商能够降低产品开发成本和时间，同时提高他们生产的汽车的安全性、舒适性和耐用性。CAE工具的预测能力已经发展到大部分设计验证都是通过计算机模拟(诊断而不是物理原型测试来完成的地步。CAE的可靠性基于所有作为输入的正确假设，并且必须识别关键输入(B)。尽管CAE技术已经取得了很大的进步，并且在工程领域得到了广泛的应用，但是物理测试仍然是必须的。它用于验证和模型更新，以准确定义荷载和边界条件，并为最终原型签署。

2.CAE在产品开发过程中的应用前景

①尽管CAE作为验证、故障排除和分析工具已经建立了良好的声誉，但是仍然有一种观点认为，在设计周期中，足够准确的结果出现得相当晚，从而真正推动了设计。随着现代产品变得越来越复杂，这可能会成为一个问题。它们包括智能系统，这导致对包括控制在内的多物理分析的需求增加，并且包含新的轻质材料，而工程师们通常不太熟悉这些材料。CAE软件公司和制造商一直在寻找工具和过程改进来改变这种情况。

②在软件方面，他们不断寻求开发更强大的解决方案，以更好地利用计算机资源，并将工程知识纳入预处理和后处理。在工艺方面，他们试图在三维CAE、一维系统模拟和物理测试之间实现更好的匹配。这将提高建模的真实性和计算速度。

③CAE软件公司和制造商试图更好地将CAE集成到整个产品生命周期管理中。通过这种方式，他们可以将产品设计与产品使用联系起来，这是智能产品所需要的。这种增强的工程过程也称为预测工程分析。

3.参照：

①有限元软件包清单

②曲面的计算机表达

有限元分析(FEA/FEM)

④计算流体力学

⑤计算电动力学(CEM)

⑥多体动力学(MBD)

⑦电子设计自动化

⑧多学科设计优化(MDO)

⑨计算机辅助工程CAD编辑器的比较

⑩虚拟样机