CAD即计算机辅助设计(Computer Aided Design.docx

CAD即计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)，其概念和内涵正在不断地发展中。 1972年10月，国际信息处理联合会(IFIP)在荷兰召开的“关于CAD原理的工作会议”上给 出如下定义：CAD是一种技术，其中人 CAD 环境将是 CAD 支撑层的主要 发展趋势。应用层针对不同应用领域的需求，有各自的 CAD 专用软件来支援相应的 CAD 工作。
CAE 技术的发展历程及现状
CAE 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与可靠性。
CAE 软件是迅速发展中的计算力学、计算数学、相关的工程科学、工程管理学与现代计算 技术相结合，而形成的一种综合性、知识密集型信息产品。可以解决很多实际工程需要解决 而理论分析又无法解决的复杂问题。
CAE技术的研究始於20世纪50年代中期，CAE软件出现於70年代初期，80年代中期 CAE 软件在可用性、可靠性和计算效率上已基本成熟。国际上知名的 CAE 软件有 NASTRAN、 ANSYS、 ASKA、 MARC、 MODULEF、 DYN-3D 等。但其数据管理技术尚存 在一定缺陷；运行环境仅限於当时的大型计算机和高档工作站。近十多年是CAE软件的商 品化发展阶段，其理论和算法日趋成熟，已成为航空、航天、机械、土木结构等领域工程和 产品结构分析中必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续过程各类问题的一种重要手 段。其功能、性能、前后处理能力、单元库、解法库、材料库，特别是用户介面和数据管理
技术等方面都有了巨大的发展。前后处理是CAE软件实现与CAD、CAM等软件无缝集成 的关键性软件成份；它们通过增设与相关软件（如Pro/E、CADDS、UG、Solidedge以及 Solidworks、 MDT 等软件）的接口数据模块，实现有效的集成；通过增加面向行业的数据 处理和优化算法模块，实现特定行业的有效应用。 CAE 软件对工程和产品的分析、模拟能 力，主要决定於单元库和材料库的丰富和完善程度，知名CAE软件的单元库一般都有百余 种单元，并拥有一个比较完善的材料库，使其对工程和产品的物理、力学行为，具有较强的 分析模拟能力。一个CAE软件的计算效率和计算结果的精度，主要决定於解法库；特别是 在并行计算机环境下运行，先进高效的求解演算法与常规的求解算法，在计算效率上可能有 几倍、几十倍，甚至几百倍的差异。 CAE 软件现已可以在超级并行机，分布式微机群，大、 中、小、微各类计算机和各种操作系统平台上运行。目前国际上先进的CAE软件，已经可 以对工程和产品进行如下的性能分析、预报及运行行为模拟：
静力和拟静力的线性与非线性分析 包括对各种单一和复杂组合结构的弹性、弹塑性、塑性、 蠕变、膨胀、几何大变形、大应变、疲劳、断裂、损伤，以及多体弹塑性接触在内的变形与 应力应变分析；
线性与非线性动力分析
包括交变荷载、爆炸冲击荷载、随机地震荷载以及各种运动荷载作用下的动力时程分析、振 动模态分析、谐波响应分析、随机振动分析、屈曲与稳定性分析等；
声场与波的传播计算
包括静态和动态声场及噪音计算，固体、流体和空气中波的传播分析，以及稳态与瞬态热分 析（传导、对流和幅射状态下