4.分析功能高級化；
   
    實際產(chǎn)品的運(yùn)用環(huán)境非常復(fù)雜，因此僅進(jìn)行零件級別的分析是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此必須進(jìn)行系統(tǒng)及部件級的分析。但是系統(tǒng)及部件級的分析存在著相當(dāng)?shù)碾y度，下面分別論述。
   
    a)系統(tǒng)及部件級分析
   
    以FEA為例，為了實現(xiàn)有價值的分析，設(shè)計的幾何部件會需要不同的單元類型，實體、殼、梁、桿進(jìn)行離散。而且需要充分考慮裝配體間的連接關(guān)系和接觸關(guān)系。
   
    其中連接關(guān)系的處理尤其重要，涉及到螺栓連接、銷釘連接、彈簧、點(diǎn)焊、軸承等非常復(fù)雜的連接關(guān)系（圖4）。
   

    圖4 面向設(shè)計者及分析專家的裝配體連接關(guān)系

    
    b)多領(lǐng)域的全面分析
   
    任何一個產(chǎn)品決計不能僅考慮靜強(qiáng)度，必須考慮多領(lǐng)域的問題，比如靜強(qiáng)度、動強(qiáng)度、模態(tài)、疲勞、參數(shù)優(yōu)化等。圖5展示了在統(tǒng)一界面下產(chǎn)品的多領(lǐng)域分析。
   

    圖5統(tǒng)一界面下產(chǎn)品的多領(lǐng)域分析 圖6 面向設(shè)計者的多場耦合分析

    
    c)面向設(shè)計者的多場耦合
   
    熱-結(jié)構(gòu)、流體-結(jié)構(gòu)、多體動力學(xué)-結(jié)構(gòu)等多場分析是目前分析中的一個重要發(fā)展方向，他可以解決非常復(fù)雜的工程問題（圖6）。
   
    d)特殊行業(yè)及領(lǐng)域的需求
   
    面對很多行業(yè)有很多特殊需求，因此需要特殊的CAE模塊。例如面對壓力容器，需要符合ASME標(biāo)準(zhǔn)的壓力容器校核工具（圖7）；面對電子和消費(fèi)品領(lǐng)域，需要解決跌落分析的能力（圖8）。
   

    圖7壓力容器應(yīng)力線性化 圖8 望遠(yuǎn)鏡跌落分析

    
    e)高級分析需求
   
    面對日益復(fù)雜的使用環(huán)境，必須考慮復(fù)合材料、材料非線性、高級機(jī)械振動、非線性動力學(xué)等高級分析的需求。
   
    5.面向制造的分析
   
    面向制造的分析也是目前CAD環(huán)境下的一大趨勢，例如可制造性分析、公差分析等。
   
    6.易用與性能的矛盾
   
    目前CAD/CAE軟件使用上越來越簡單，但是同時帶來的矛盾是性能越來越差，如何提升性能與易用性之間的矛盾是目前的一大難題。因此各CAD廠商分別推出了適合自己產(chǎn)品的新技術(shù)。如SolidWorks2009推出了劃時代的SpeedPak技術(shù)解決了大型裝配體設(shè)計、裝配和工程圖性能的問題。其CAE產(chǎn)品線更在大裝配、多CPU/多核等的FEA分析、運(yùn)動學(xué)及CFD做了極大改善。可參見筆者的文章“SolidWorks 2009性能詳解”。
   
    7.人性化及智能性
   
    如何使現(xiàn)有的CAD及CAE系統(tǒng)體現(xiàn)以人為本的思想，是目前發(fā)展的一大方向。因此在面向普通設(shè)計者時，對于深奧的CAE名詞、概念及方法是必須摒棄的。
   
    因此在使用時必須站在設(shè)計者的角度組織CAE使用習(xí)慣及考慮自動的上下關(guān)聯(lián)智能操作。
   
    8.知識工程
   
    設(shè)計及分析知識作為企業(yè)最寶貴的財富，如何繼承、組織、歸納和繼承知識是知識工程的一大應(yīng)用領(lǐng)域。這里面涉及到分析庫（圖9）、及PDM集成CAE技術(shù)等多方面的需求。
   

    圖9 集成在設(shè)計環(huán)境中的分析庫 圖10 全產(chǎn)品線的開放性

    
    9.開放性
   
    基于通用系統(tǒng)的專用平臺是很多企業(yè)提高其使用能力和效率的方法，因此CAD/CAE平臺的開放性是必須的，而且必須能支持最先進(jìn)的.Net技術(shù)，并且能提供基于.Net的SDK開發(fā)包。圖10為SolidWorks全產(chǎn)品線的開放性API。
   
    10.總結(jié)
   
    由于篇幅的關(guān)系，筆者無法更多地具體展開論述CAD/CAE系統(tǒng)設(shè)計仿真一體化的發(fā)展趨勢。但可以肯定的是以設(shè)計為導(dǎo)向、分析功能高級化、面向制造的分析、易用且高性能、人性化及智能化、知識工程、開放性等將成為設(shè)計仿真一體化趨勢的典型特征。SolidWorks及其專業(yè)級的CAE分析產(chǎn)品線就是這種趨勢最為典型的代表。