cae技术回顾与展望

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1、CAE技术回顾与展望董其伍刘启玉刘敏珊（郑州大学热能工程中心，郑州450002）E-maiI：Iiugiyu@163.com摘要计算机技术的进步和企业的需求促进了CAE的迅速发展。文章对CAE进行了较全面的概述，首先介绍了产生背景与发展历程，然后分析了CAE的发展与应用现状，最后阐述了其未来发展趋势。关键词CAE有限元方法CAD文章编号1002-8331-（2002）14-0082-03文献标识码A中图分类号TP391ReviewandExpectationofCAETechnologyDongOiwuLiuOiyuLiuMinshan（Res

2、earchCenterofHeatEnergyEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450002）Abstract：ProgressofcomputertechnoIogyandthereguirementofenterprisespropeItherapiddeveIopmentofCAE.ThepapercomprehensiveIysummarizesCAE.first，itpresentsthecontextofproducingCAEandevoIutionhistory.Second，it

3、discussesthestatusofdeveIopmentandappIication.AtIastitanaIyzesdeveIopingtrendofCAE.Keywords：CAE，fEM，CADCAE（ComputerAidedEngineering）从字面上讲是计算机时，将钢架位移法推广应用于弹性力学平面问题，第一次给出辅助工程，其概念很广，可以包括工程和制造业信息化的所有了用三角形单元求解平面应力问题的正确答案。1960年，方面。但传统的CAE主要是指工程设计中的分析计算和分析CIough进一步处理了平面弹性问题，并第一次提出了

4、“有限单仿真，其核心是基于现代计算力学的有限单元分析技术。元法”，使人们认识到它的功效。CAE起始于20世纪50年代中期，而真正的CAE软件诞20世纪60~70年代，有限元技术主要针对结构分析进行生于70年代初期，到80年代中期，逐步形成了商品化的通用发展，以解决航空航天技术中的结构强度、刚度以及模态实验和专用CAE软件。近40年来，CAE技术结合迅速发展中的计和分析问题。同时针对当时计算机硬件内存少、磁盘空间小，计算力学、计算数学、相关的工程科学、工程管理学与现代计算技算速度慢的特点进行计算方法的改进。在这种技术及商业需求术，从低效检验到高效

5、仿真，从线性静力求解到非线性、动力仿的推动下，世界上CAE的三大公司先后成立，致力于大型商用真分析、多物理场耦合，取得了巨大的发展与成就。CAE软件的研究与开发。在日趋全球化的市场氛围中，企业间的竞争将表现为产品1963年MSC公司成立，开发称之为SADSAM（StructuraI性能和制造成本的竞争。而CAE在产品研发及创新设计中所AnaIysisbyDigitaISimuIationofAnaIogMethods）结构分析软显示出的无与伦比的优越性，使其成为现代化工业企业在日趋件。1965年MSC参与美国国家航空及宇航局（NASA）发起的激

6、烈的市场竞争中取胜的重要条件。利用CAE软件，可以对工计算结构分析方法研究，其程序SADSAM更名为MSC/Nas-程和产品进行性能与安全可靠性分析，并对其未来的工作状态tran。和运行行为进行虚拟运行模拟，及早发现设计缺陷，实现优化1967年StructuraIDynamicsResearchCorporation设计；在实现创新的同时，提高设计质量，降低研究开发成本，（SDRC）公司成立，并于1968年发布世界上第一个动力学测试缩短研究开发周期。它们与CAD/CAM/CAPP/PDM/ERP等软及模态分析软件包，1971年推出商用有限元分析

7、软件Supertab件一起，已经成为支持工程行业和制造企业信息化的主要信息（后并入I-DEAS）。技术之一。1970年SwansonAnaIysisSystem，Inc（.SASI）公司成立，后来重组后改为称ANSYS公司，开发了ANSYS软件。1CAE的发展历程[1~4]20世纪70~80年代是CAE技术的蓬勃发展时期，这期间有限单元法作为CAE的核心，是CAE应用中最广泛、最许多CAE软件公司相继成立。如致力于发展用于高级工程分成熟的方法。其基本思想的提出可以追溯到1943年，数学家析通用有限元程序的MARC公司；致力于机械系统仿真软件Co

8、urant第一次应用定义在三角区域上的分片连续函数的最小开发的MDI公司；针对大结构、流固耦合、热及噪声分析的位能原理来求解St.venant扭转问题