结构、热、流体、多体接触分析

CAE（计算机辅助工程）是一种利用计算机技术模拟和分析工程问题的方法，通过数值计算和图形化处理，帮助工程师优化设计、预测性能并减少物理样机的制作成本。其核心应用领域和功能可归纳如下：

一、主要应用领域

1. 结构分析

   • 模拟固体材料的应力、变形、屈曲等力学响应，优化结构强度、刚度设计。

   • 支持静力学、动力学及非线性分析，涵盖航空航天、汽车制造等领域。

2. 热分析

   • 通过CFD（计算流体力学）模拟温度分布、传热特性，优化散热设计（如电池冷却系统）。

   • 预防热失控，分析电池短路或过充时的热扩散路径。

3. 流体分析

   • 模拟流体流动、压力分布，优化液压、燃烧等系统设计。

4. 多体接触与动力学分析

   • 分析物体间的接触应力、摩擦力，以及动态响应（如碰撞、振动）。

二、核心功能

1. 设计优化

   • 通过有限元分析（FEA）快速评估设计方案，筛选最优方案以降低成本或提高性能。

   • 支持参数化设计，实现批量优化。

2. 性能预测

   • 模拟产品在不同工况下的行为，预测可靠性、寿命等关键指标。

3. 虚拟样机替代物理样机

   • 减少物理样机制作成本，缩短研发周期，实现设计验证。

4. 故障分析与预防

   • 通过仿真分析潜在故障模式，提前制定维护策略。

三、典型应用场景

• 汽车行业 ：碰撞仿真评估安全性能，热管理优化电池系统。

• 航空航天 ：结构强度分析，动力学模拟减少飞行器故障风险。

• 新能源领域 ：电池热管理优化，电机散热设计。

四、技术优势

• 跨学科整合 ：结合材料科学、流体力学、电磁学等多学科分析。

• 全生命周期管理 ：覆盖设计、制造、使用全周期的仿真与优化。

通过上述功能，CAE成为现代工程设计与制造中不可或缺的工具，显著提升效率与产品质量。