CAE(Computer Aided Engineering)是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。
CAE分析包括:结构CAE仿真/有限元分析(静态、接触、跌落、冲击、振动、碰撞、形变、断裂、疲劳耐久、优化轻量、多体力学等)、热学(温度场散热、传热、耦合分析等)、流体学(气流、水流流道分析和优化设计,风机、空调器、水泵等的气流噪声和性能的仿真优化设计 )、电磁(高频、SI/PI、信号模拟等)、模流分析(变形分析、流动平衡分析、气辅分析、填充分析、冷却分析、翘曲分析、流道平衡分析、最佳浇口位置分析、最佳成型工艺分析、应力分析、收缩分析 )、光学(亮度、均匀性等)等各类仿真场景;
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当今产品开发能力的体现主要在以下几个方面,即产品开发流程、开发设计规范、产品数据库、开发手段等。产品开发已从结构和功能设计转发向更高层次的产品性能开发,性能优良的产品是产品品质的重要保证。目前产品开发的手段主要是三维数字化设计(CAD)、计算机仿真分析(CAE)、试验测试(Testing),并将三者紧密地在产品开流程中进行协同,以达到缩短产品开发周期、降低开发成本、并能提高产品性能的目的。要达到这样的目的关键是要对产品相关数据进行长期的积累,建立起产品性能开发数据库和产品开发设计规范。
在CAE技术发展起来之前,研发企业的流程基本上都是设计-制造-试验的流程。首先进行产品的设计,设计后直接进行样机制造与试验验证。由于建立样机与试验周期很长、成本很高,在产品投产以及成本的压力下,无法进行许多概念的验证,导致产品开发周期长,产品发布后带来许多可靠性与质量的问题。
在工程分析中,CAE仿真能验证设计功能,确保产品设计的合理性,减少设计成本,缩短设计和分析的循环周期;在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题,模拟各种试验方案,减少试验时间和经费,进行机械事故分析,查找事故原因。CAE分析起到的“虚拟样机”作用在很大程度上替代了传统设计中资源消耗极大的“物理样机验证设计”过程,采用优化设计,找出产品设计最佳方案,降低材料的消耗或成本。