计算机辅助设计行业报告：国内CAE厂商或将加速发展（43页）

行业报告下载 2021年09月30日 08:49 管理员

CAE 即计算机辅助设计（Computer Aided Engineering），狭义上主要指用计算机对工程和产品进行性能与安全可靠性分析，对其未来的工作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计缺陷，并证实未来工程、产品功能和性能的可用性和可靠性。CAE 涵盖领域包括有限元分析（FEA）、计算流体动力学（CFD）、多体动力学（MBD）、耐久性和优化等。从 CAE 软件基本结构来看，主要组成部分包括：用户界面、数据管理系统、数据库、专家系统和知识库五大模块。其中数据管理系统是使用 CAE 软件进行性能分析或模拟时用到的核心部件，一方面通过接口实现 CAD、CAM 等格式文件的输入，另一方面提供前处理、求解分析（大多为有限元分析）、后处理三个流程实现仿真模拟。求解分析模块根据处理问题的不同，又可以细分为静力线性子系统、动力分析子系统等众多分支。从核心工作流程来看，CAE 软件仿真过程包括前处理、求解、后处理、优化、报告。前处理过程包括几何图形处理、网格划分等；求解过程主要包括模态、刚度、强度等分析方式；后处理过程包括展示位移、应力等动图；优化过程主要针对仿真结果设计进行修改，并再次回到前处理流程；

最终获得合意结果后，通过图形化方式向用户进行报告。前处理过程来看，前处理模块的主要用于对工程或产品进行建模，完成分析数据的输入，建立合理的有限元模型。具体来说，前处理模块主要功能包括给实体建模与参数化建模、构件的布尔运算、单元自动剖分、节点自动编号与节点参数自动生成、载荷与材料参数直接输入有公式参数化导入、节点载荷自动生成、有限元模型信息自动生成等。求解过程来看，以有限元分析模块为例，主要流程包括对有限元模型进行单元特性分析、有限元单元组装、有限元系统求解和有限元结果生成。一般而言有限元分析模块有如下子系统：线性静力分析子系统、动力分析子系统、振动模态分析子系统、热分析子系统等。按照对象的物理、力学和数学特征，求解过程可以分解成若干个子问题，由不同的有限元分析子系统完成。后处理过程来看，后处理模块主要基于求解分析结果，以图形方式向用户展示仿真结果。具体而言，后处理模块主要功能包括对求解分析结果进行数据平滑、对各种物理量进行加工和显示、对工程或产品设计要求的数据检验和工程规范进行校核、设计优化与模型修改等。