什么是CAE
CAE的概念
CAE指工程设计中的计算机辅助工程CAE(Computer Aided Engineering)，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。而CAE软件可作静态结构分析，动态分析；研究线性、非线性问题；分析结构（固体）、流体、电磁等。
随着计算机硬/软件、数学、物理学、力学等快速发展，CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）技术已成为连接数字空间和真实物理世界的纽带，同时也是深入探索极端工况、尖端物理等科学问题的必要工具，与理论和实验并列为科学研究的主要手段。CAE软件则是在计算机内完成应用工况下，工程设备/结构等功能、可靠性、寿命等预测，并进行优化设计和失效分析，及早发现设计缺陷和改进设计方案。
基于有限元单元法的CAE软件构成
CAE仿真模拟包括前处理、计算和后处理三个阶段。与之相对应，一套完整的CAE软件包括三个功能模块和两个支撑环境，即前处理、有限元计算和后处理模块，图形及数据可视化系统和数据库两个支撑环境。（见图一）
图一有限元分析软件构成
1）前处理
前处理模块的核心任务是建立有限元模型，为有限元计算提供所需的原始数据。主要功能包括：几何建模和模型处理、单元库和特性定义、网格生成及质量检验、边界定义等。
网格生成
2）有限元计算
有限元计算用于接收和处理有限元模型信息，计算仿真结果，保存和输出所需的结果数据。此外，有限元计算前，计算模块还为用户提供了问题类型设定、算法选择、参数定义、精度控制、结果类型选择等功能。
3）后处理
后处理模块用于读取、处理和显示计算结果，为分析人员提供评估依据。常见结果显示方式包括云图、等值线图、等值面图、剖视图、矢量图、动画、数据列表等。
4）两个支撑环境
图形及数据可视化支撑环境用于实现仿真模型和结果数据的图形、图像和动画等方式可视化，形象直观地展示物理现象的本质。
数据库支撑环境用于管理和存取分析过程的大量数据，可支持复杂数据类型和数据结构，具有完善的用户接口。
CAE的作用
a）增加设计功能，借助计算机分析计算，确保产品设计的合理性，减少设计成本；
b）缩短设计和分析的循环周期；
c) 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，虚拟样机作用能预测产品在整个生命周期内的可靠性；
d）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；
e）在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题；
f ) 模拟各种试验方案，减少试验时间和经费。
