CAD/CAE的区别与系统发展

　　现在几乎所有的CAD厂家都认识到CAE的重要性，都先后在CAD环境中加入了CAE，虽然功能有弱有强，但是都充分体现了设计分析一体化是CAD/CAE系统的发展方向。下面将具体论述设计分析一体化的CAD/CAE系统的将成为发展的必然。

　　3.以设计为导向

　　在制造型企业中CAE的目的优化和改进产品设计，因此分析应该无缝融入到设计过程中。因此，单一无缝的CAD/CAE界面是使用的基础。另外，仿真分析如何无缝的融入设计过程，减少设计人员使用CAE系统的难度也是目前发展的方向。仿真向导等技术精彩的体现了“以设计为导向”的先进思路。

　　下面以SolidWorks的Simulation产品简单介绍，从SolidWorks2009开始，其著名的FEA软件COSMOSWorks改名为SolidWorks Simulation。其为了体现设计仿真一体化的解决方案，在无缝集成界面做了创造性的改变，将仿真界面，仿真流程无缝融入到SolidWorks的设计过程中。

　　SolidWorks Simulation的仿真向导，包含以下顾问向导：算例顾问(图2)、性能顾问(图 3)、约束和载荷顾问、连接顾问、结果顾问

　　图2算例顾问 图3性能顾问

　　4.分析功能高级化;

　　实际产品的运用环境非常复杂，因此仅进行零件级别的分析是远远不够的，因此必须进行系统及部件级的分析。但是系统及部件级的分析存在着相当的难度，下面分别论述。

　　a)系统及部件级分析

　　以FEA为例，为了实现有价值的分析，设计的几何部件会需要不同的单元类型，实体、壳、梁、杆进行离散。而且需要充分考虑装配体间的连接关系和接触关系。

　　其中连接关系的处理尤其重要，涉及到螺栓连接、销钉连接、弹簧、点焊、轴承等非常复杂的连接关系(图4)。

　　图4 面向设计者及分析专家的装配体连接关系

　　b)多领域的全面分析

　　任何一个产品决计不能仅考虑静强度，必须考虑多领域的问题，比如静强度、动强度、模态、疲劳、参数优化等。图5展示了在统一界面下产品的多领域分析。

　　图5统一界面下产品的多领域分析 图6 面向设计者的多场耦合分析

　　c)面向设计者的多场耦合

　　热-结构、流体-结构、多体动力学-结构等多场分析是目前分析中的一个重要发展方向，他可以解决非常复杂的工程问题(图6)。

　　d)特殊行业及领域的需求

　　面对很多行业有很多特殊需求，因此需要特殊的CAE模块。例如面对压力容器，需要符合ASME标准的压力容器校核工具(图7);面对电子和消费品领域，需要解决跌落分析的能力(图8)。

　　图7压力容器应力线性化 图8 望远镜跌落分析

　　e)高级分析需求

　　面对日益复杂的使用环境，必须考虑复合材料、材料非线性、高级机械振动、非线性动力学等高级分析的需求。