汽车系统CAE（计算机辅助工程）是汽车研发中应用广泛的技术手段，通过计算机技术辅助完成复杂工程产品的结构力学性能分析、优化设计及可靠性预测。其核心基于有限元分析（FEA），并结合多物理场耦合技术，实现汽车全生命周期的虚拟模拟与优化。具体可分为以下要点：

一、核心定义与技术基础

有限元分析（FEA）

将连续体结构离散为有限个规则单元（如梁、板、壳等），通过代数方程组求解节点位移、应力等场变量，替代传统微分方程组的计算。

多物理场耦合技术

结合结构分析、热分析、流体分析（如碰撞、燃烧）、声学分析（NVH）等多学科仿真，实现多因素综合评估。

二、主要功能与作用

性能评估与优化

结构分析：

评估刚度、强度、疲劳寿命等，优化车架、悬架等关键部件设计。

NVH分析：预测动力系统、车身等部位的噪音、振动，提升乘坐舒适性。

热分析：模拟发动机、制动系统等的热分布，优化散热设计。

设计周期缩短与成本降低

通过虚拟样机验证替代物理样机制作，减少试验次数和费用，缩短研发周期。

风险预测与故障诊断

提前发现设计缺陷、材料失效等问题，辅助优化方案选择。

三、典型应用领域

整车CAE仿真

包含车身结构、内饰、电子系统等综合仿真，是现代汽车设计的核心流程。

自动驾驶验证

通过虚拟环境模拟复杂路况，评估ADAS（高级驾驶辅助系统）的可靠性。

轻量化设计

优化材料分布与结构拓扑，降低整车重量同时保证性能。

四、发展现状与趋势

随着电动化、智能化趋势，CAE技术正向更高精度、实时仿真方向发展，例如高精度材料本构模型、多目标优化算法、人工智能辅助设计等。

综上，汽车系统CAE是实现高效设计、安全可靠产品的关键技术，贯穿汽车研发全流程，成为行业创新的核心驱动力。