探索时期
◉CAE 技术萌芽(1960-1970s)
1960-1970 年代,CAE软件处于探索时期,CAE技术和相应产品处于萌芽阶段。这一时期,有限元的理论处于发展阶段,分析对象主要是航空航天设备结构的强度、刚度及模态试验分析,技术条件表现为计算机的硬件内存少、磁盘的空间小、计算速度慢。
CAE商业化起源于NASTRAN,脱胎于航天工业。1966年美国国家航空航天局(NASA)为 了满足当时航空航天工业对结构分析的迫切需求,提出了发展世界上第一套泛用型的有限元分析软件Nastran(NASA STRuctural ANalysis Program)的计划。该计划由计算机科学公司(CSC)牵头,MSC公司参与。MES公司成立于1963年,始终从事计算机辅助工程领域CAE产品的开发和研究,凭借过硬的技术实力,在 NASTRAN招标过程中顺利中标,参与整个NASTRAN的开发过程。该计划的实施标志着CAE脱离学术研究,通用有限元软件第一次真正意义上投入到工程实践中。1969年NASA推出了其第一个NASTRAN版本,称为COSMIC Nastran,即后来的 NASTRAN Level 12。
◉CAE软件涌现(1970-1990S)
1970-1990 年代是CAE技术蓬勃发展的时期,SDRC,MSC,ANSYS 等公司在技术和应用继续创新的同时,新的CAE软件迅速出现。有限元分析技术在结构分析和场分析领域获得了很大的成功,从力学模型开始拓展到各类物理场(如温度场、磁场、声波场)的分析;从线性分析向非线性分析(如材料为非线性、几何大变形导致的非线性、接触行为引起的边界条件非线性等)发展;从单一场的分析向几个场的耦合分析发展。出现许多著名的分析软件 如 MARC,Nastran,I-DEAS,ANSYS,ADAMS,ABAQUS,PHOENICS 与 FloTHERM 等,使用者多数为专家且集中在航空、航天、军事等几个领域。
成熟阶段
◉CAE软件百花齐放(1990年至今)
上世纪 90 年代至今是CAE技术的壮大成熟时期。CAE软件积极扩展CAE本身的功能,领域出现吞并的市场局面,大的软件公司为了提升自己的分析技术、拓展应用范围,不断 寻找机会收购小的专业软件商,CAE软件本身的功能得到极大提升。同时CAD技术不断升级,为CAE技术的推广应用打下了坚实的基础,各大分析软件向CAD靠拢,发展与各 CAD 软件的专用接口并增强软件的前后置处理能力。CAE 应用领域拓宽,使用者从分析专 家转向设计者和设计工程师。
Nastran 软件市场化进程:从竞争到垄断再到竞争。1999 年,MSC收购了UAI和CSAR,成为市场上唯一一家提供Nastran商业代码的供应商。由于其垄断定价的地位阻碍了市场竞争,NASA 向美国联邦贸易委员会(FTC)提出了申诉,最终美国FTC判“MSC Nastran垄断”,MSC Nastran 源代码须公开。而后,UGS根据 MSC 所提供的源代码、测试案例、 开发工具和其他技术资源开发出了 NX Nastran,使得源于NASA的 Nastran 一分为二,二者保持数据兼容。2003年9月,NX Nastran 产品正式发布。UGS承诺将全力开发支持 NX Nastran 和NX Nastran前后处理器(NX MaterFEM,Femap,NX Scenario),并在两年 中每年推出两个 NX Nastran新版本。2007 年 UGS公司被西门子收购,2008年推出的NX6产品已将其技术集成到 NX 系列中。
作品来源:证券研究报告-国内CAE厂商或将加速发展
整理人:小庄