星期四思想领袖:是CAE和FEA相同吗?
在工程领域中,术语计算机辅助工程(CAE)和有限元分析(FEA)通常可互换使用。CAE空间的市场报告一般简化了为行业提供FEA软件的公司。这可以包括计算流体动力学(CFD)和多体动态(MBD)软件提供商。通常,CAE空间被定义为可将几何形状离散到较小的“块”的软件,并应用高级数学以预测较大部分,组件或系统的性能。
在大多数行业,计算机通常用于应力分析,而不依赖于FEA, CFD,或MBD。这些应力工具依靠“手工计算”或分析公式来预测应力、挠度、屈曲、稳定性和振动响应。飞机、直升机、桥梁、建筑物和船舶的工程都依赖于这些手工计算来评估结构的性能,只少量或不全部使用有限元分析。在航空航天工业中,有限元分析通常用于生成载荷模型,然后将载荷输入分析应力工具,以预测性能。既然这些压力工具经常被编程到电子表格中,或者定制的软件例程中,那么它们也是CAE工具吗?
我们都知道计算机的计算效率很高。计算器在计算机发展的早期就进入了消费者市场,正是因为它们使计算数学变得简单。那么CAE也包括计算器或电子表格吗?我认为传统CAE行业成功的关键之一是在FEA/CFD/MBD工具和通常在电子表格中完成的“手工计算”之间提供更好的连接。使这种连接有效和交互式,将使工程师更好地使用计算机来辅助他们的工程过程,并使用最佳的工具或计算工作。这就是牵牛星的作用。我们的愿景是在传统CAE工具和常用的分析工具之间建立牢固而高效的连接。
我的争论是计算机可以帮助工程,但最终,工程必须基于声音物理,经验,判断,专业知识,有时只是一个好“肠道感。”计算机对工程专业提供了巨大价值,因为它们可以快速有效地进行复杂的计算。例如,由于所需的计算次数,优化方法只能使用计算机应用。但这些计算只有与适当的投入,适当的假设,正确的数学制定和算法一样好,以及对结果的经验丰富的判断。
一些工程师涉及CAE工具,如FEA,最终将减少对工程师的需求。但是,这将永远需要远离现实和才华横溢的工程师。CAE工具以任何形式,将为工程师提供更多数据来完成工作。就像Calpulators如何没有消除会计师,簿记员和数学家的需求一样,CAE工具的持续进展不会消除对良好工程师的需求。我们应该不断地看待计算机来帮助我们做出最好的东西 - 计算,让工程师做出最好的 - 设计产品,帮助让生活更好。