cae软件及其运用现状分析

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1、计算机仿真技术的应用计算机仿真的用途非常广泛已经渗透到社会的各个领域，不断促进了各行各业的发展，为各行各业注入了一股新的活力。1•交通领域：交通是由人、车、路和环境构成的一个复杂人机系统，事故的诱发因素是多方面因索的综合。交通安全的评价，应该充分考虑人、车、路和环境诸方面因索的作用和影响。本交通安全仿真是基于虚拟现实技术的方法。该评价体系是通过建立虚拟环境，并在这个虚拟环境中设计各种事故诱发因素，并对某区域和某路段的交通安全水平进行全过程（设计后，施工中，运营后）的跟踪和评价。交通安全仿真及评价系统的核心部分就是计算机的仿真。该仿真

2、过程不同与传统的数值仿真，它是一种可视化的仿真。例如，对某路段的交通安全评价，除了使用传统的绝对数法和事故率法来评价外，再将交通参与者的感知和行为也考虑进去。在该虚拟环境屮，可以选择不同的运载工具，设置不同的交通环境，以交通参与者或第三者的角度來进行事故的可能性试验与分析，从而实现了对路段的安全性的评价。同时为交通没施的建设和改进提供了依据，为交通事故分析捉供了-•种新的方法。2•制造领域：汽车制造是机械行业的一个重要组成部分。它有很多实验课题，难度大、实地成本高，计算机仿真技术的引入，冇效的缓解了这一方面的问题。如发动机方面，装甲

3、兵工程学院机械系的毕小平教授等建立了多缸柴汕机起动过程的计算机仿真模型，其仿真结果与实际测量值比较吻合，可用于多缸柴油机的起动性能仿真。江苏理工大学的蔡忆昔实现了对进气管内气体流动的动态仿真，直观描述了瞬态过程，为多缸发动机换气过程的研究提供了有效的方法。汽车流场方而，华东理工人学信息学院的吕明忠博士等成功的模拟出了汽车尾流场的气流分离和拖曳涡现象，建立了两种车型的汽车外流场空气动力学模型，并进行了仿真实验，取得了满意结果。碰撞实验方面，浙江大学动力机械及车辆工程研究所的詹樟松博士根据汽车碰撞的事故形态与乘员伤害之间的规律，建立了乘

4、员动力学响应的数学模型，并开发出了相应的仿真软件，该系统町部分代替实车碰撞实验进行汽车被动安全性能的研究。其他方面，例如，汽车工程学院的熊坚对汽车的制动过程进行了仿真研究，一汽人众汽车有限公司的姚革等通过仿真研究了汽车转向的轻便性问题等3•教育领域：计算机模拟实验又称计算机仿真实验或计算机虚拟实验，是近几年在计算机多媒体教学中开辟的新领域。它通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一•休，形成了一部活的、可操作的物理实验教科书和根据需要在瞬间建立的模拟实验瓠计算机模拟物理实验的出现打破了教与学、理论与实验、课

5、内与课外的界限，它更加强调实验的设计思想和实验方法，更强调实验者的主动学习；通过计算机模拟实验，学生对物理思想、方法、仪器的结构和设计原理的理解，都可以达到训练实验技能、学习物理知识的目的，增强了学生对物理实验的兴趣，提高了物理实验的水平。目前，模拟实验已成为现代化物理实验的重耍手段。计算机模拟实验系统运用了人丄智能、控制理论和教师专家系统对物理实验和物理仪器建立其内在模型，用计算机可操作的仿真方式，实现了物理实验教学的各个环节。CAE软件的运用分析目前，CAE软件在国内主要应用于汽车、电了、航空航天、土木工程、石汕等行业，在汽车行

6、业的应用尤为广泛。软件的类型主要包括通用前后处理软件、通用有限元求解软件和行业专用软件。汽车行业在国外是有限元软件的主要应用行业，其所涉及的专业领域相当广泛，并R应用历史长、应用成熟度高。冃前，国内常见的前后处理软件包括Altair公司的HyperMesh>EDS公司的FEMAP和MSC公司的Patran,这些软件在美国的汽车厂商屮都有着广泛的应用。由于有限元技术的特点，使得前处理成为了一个相对独立，而又十分重要的部分。一些大型金业都采用了适应自己需求的前后处理软件。这些丽后处理软件都具有良好的接口，可与众多的有限元求解软件相结合，

7、以便用户更快、更方便地解算问题。求解软件可以说是琳琅满目,通常的求解软件包括:ABAQUS、ADINA、ALGOR、ANSYS、Cosmos>MSC/NASTRAN.MSC/MARC、NEI/NASTRANo这些软件都冇着各自的特点，在行业内，一燉将其分为线性分析软件和非线性软件，例如ANSYS、ALGOR都在线性分析方面具有ti己的优势，而ABAQUS、NASTRAN、ADINA、MARC则在非线性分析方面各貝特点，其中ABAQUS被认为是最优秀的非线性求解软件。近年来，分析软件正朝着多物理场的方向发展。人家可以通过业内一些公司的

8、举动感受到这一点，例如，ANSYS公司收购CFX流体软件，并加强与EMSS公司的合作，不断加强其多物理场耦合的功能。在这里需要提到的是，由于历史原因，ALGOR继承了SAP的模块化思想，在多物理场分析方面也冇很好的应用；同源于SAP的