2.2.1 CAE仿真与仿真体系构成

CAE仿真是指产品设计中，利用计算机辅助方法，建立反映产品使用工况的数学模型，通过对模型求解，分析和优化产品的性能，实现对产品物理现象进行仿真分析与优化。CAE仿真是利用CAE技术在虚拟环境下对产品在真实环境中行为表现的模拟，其优点是，不需要实物样件和样车，主要在产品开发的早、中期对产品性能进行验证和设计优化，在物理样机试验之前发现设计缺陷，减少设计失误，减少实物验证的数量和次数，甚至替代试验验证，节约大量的人力和物力，提高产品设计的质量，缩短开发周期和降低设计成本。在产品开发后期的整改中，CAE仿真也是一个有力的工具。

CAE仿真过程包括如图2-4所示的三个方面。

图2-4 CAE仿真过程

1）前处理：就是通常所说的CAE建模，是计算模型搭建的准备阶段，包括产品模型构建、模型管理、边界条件设置、输出内容设置以及模型调试等。模型标定也是建模，主要是确定模型的计算精度，也就是确认模型反映真实物理样机的可信程度。

2）计算：模型建立完成后，提交解算器进行求解，得出计算结果。

3）后处理：对计算结果进行分析处理，得出需要的参数、响应曲线、图表等，对结果进行分析和判断，得出相应的结论。

CAE仿真可以涉及产品开发的各个方面，从产品的刚强度仿真、疲劳耐久仿真、安全性仿真、空气动力学仿真、NVH仿真、热管理仿真、行驶性能仿真、动力性经济性仿真、电磁兼容仿真等性能仿真，到产品的模流仿真、冲压仿真等反映产品可制造性的工艺仿真，实现从零部件级到系统级直至整车级的仿真分析。

CAE仿真首先是验证过程，验证产品是否满足预定的目标要求；其次是设计过程，通过仿真方法，设计出能够满足性能目标且最优的产品。CAE仿真工作的重点是以验证为基础，进行产品的参数或结构设计。

CAE仿真体系是一个支持产品性能开发的虚拟验证体系，是验证体系的一部分，与试验体系一起，构成了产品开发完整的验证体系。

完整的CAE仿真体系主要由以下方面组成：①软硬件组成；②CAE分析流程；③CAE技术文件体系；④仿真用材料数据库；⑤指标数据库；⑥CAE管理系统；⑦专业方向完整的仿真团队；⑧完整的支撑技术。