近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算方法的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)成為現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的主要手段和工具。CAE技術(shù)和軟件更是關(guān)鍵的技術(shù)要素之一。CAE作為一項(xiàng)跨學(xué)科的數(shù)值模擬分析技術(shù)，越來(lái)越受到科技界和工程界的重視。許多大型的CAE分析軟件已相當(dāng)成熟并已商品化，計(jì)算機(jī)模擬分析不僅在科學(xué)研究中普遍采用，而且在工程上也已達(dá)到了實(shí)用化階段。

    隨著世界制造業(yè)中心逐步向我國(guó)轉(zhuǎn)移，我國(guó)的閥門(mén)制造業(yè)也發(fā)生了一系列重大變化：（1）閥門(mén)產(chǎn)品呈現(xiàn)出大型化、高參數(shù)化、高可靠性、自動(dòng)化、成套化等趨勢(shì)，且隨著數(shù)量越來(lái)越大，檔次也越來(lái)越高，技術(shù)密集及附加值大幅度提高；（2）生產(chǎn)模式由過(guò)去的大批量、少品種向小批量、多品種以及按用戶訂貨要求制造的方向發(fā)展，需求的多樣化使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜；（3）企業(yè)由于受到市場(chǎng)壓力的作用。目前大多存在以銷(xiāo)定產(chǎn)的情況，供貨周期短，產(chǎn)品的質(zhì)量、交貨期和價(jià)格已成為影響企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的三個(gè)決定因素。以上這些特點(diǎn)，都為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)技術(shù)提出了更高的要求?，F(xiàn)代企業(yè)必須采用先進(jìn)的技術(shù)手段，縮短開(kāi)發(fā)和制造周期，降低成本，提高質(zhì)量，使企業(yè)具備很強(qiáng)的應(yīng)變能力，迅速響應(yīng)用戶的各項(xiàng)要求，并能根據(jù)科技發(fā)展和市場(chǎng)需求的變化，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)。

    CAE（ComputerAidedEngineering，即計(jì)算機(jī)輔助工程）技術(shù)，是指工程設(shè)計(jì)中的分析計(jì)算與分析仿真，具體包括工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)與過(guò)程優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度與壽命評(píng)估、運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)仿真。工程數(shù)值分析用來(lái)分析確定產(chǎn)品的性能；結(jié)構(gòu)與過(guò)程優(yōu)化設(shè)計(jì)用來(lái)保證產(chǎn)品功能、工藝過(guò)程的基礎(chǔ)上，使產(chǎn)品、工藝過(guò)程的性能最優(yōu)；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與壽命評(píng)估用來(lái)評(píng)估產(chǎn)品的精度設(shè)計(jì)是否可行?？煽啃匀绾我约笆褂脡勖鼮槎嗌伲贿\(yùn)動(dòng)，動(dòng)力學(xué)仿真用來(lái)對(duì)CAD建模完成的虛擬樣機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真和動(dòng)力學(xué)仿真。從過(guò)程化、實(shí)用化技術(shù)發(fā)展的角度看，CAE的核心技術(shù)為有限元技術(shù)與虛擬樣機(jī)的運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力學(xué)仿真技術(shù)。對(duì)CAE作進(jìn)一步分析，其具體的含義表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

    （1）運(yùn)用工程數(shù)值分析中的有限元等技術(shù)分析計(jì)算產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形等物理場(chǎng)量，給出整個(gè)物理場(chǎng)量在空間與時(shí)間上的分布，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的從線性、靜力計(jì)算分析到非線性、動(dòng)力的計(jì)算分析；

    （2）運(yùn)用過(guò)程優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法在滿足工藝、設(shè)計(jì)的約束條件下，對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)形狀參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能、工藝過(guò)程達(dá)到最優(yōu)；

    （3）運(yùn)用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與壽命評(píng)估的理論、方法、規(guī)范，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性以及使用壽命做出評(píng)價(jià)與估計(jì)；

    （4）運(yùn)用運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力學(xué)的理論、方法，對(duì)由CAD實(shí)體造型設(shè)計(jì)出的機(jī)構(gòu)、整機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力學(xué)仿真，給出機(jī)構(gòu)、整機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡、速度、加速度以及動(dòng)反力的大小等。

    現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法表明，產(chǎn)品設(shè)計(jì)雖然只占產(chǎn)品整個(gè)成本的5%，但它卻影響產(chǎn)品整個(gè)成本的70%。在設(shè)計(jì)過(guò)程中。如果確定了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零件形狀、材料及精度，則產(chǎn)品成本的70%～80%將被確定。對(duì)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期而言，產(chǎn)品設(shè)計(jì)占其周期的50%以上。統(tǒng)計(jì)資料表明。我國(guó)工程技術(shù)人員用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工作量大約為40%，其余時(shí)間用在查閱技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)和一些輔助工作上。而產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作只有30%屬新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。70%左右的設(shè)計(jì)都是在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行的。從閥門(mén)行業(yè)的情況看更是如此。另?yè)?jù)資料顯示，幾乎50%~90%結(jié)構(gòu)或零部件的失效都是由于材料疲勞引起的。據(jù)1996年勞動(dòng)部對(duì)200起壓力管道事故的原因分析顯示，設(shè)計(jì)原因占了11%。可見(jiàn)，設(shè)計(jì)工作在閥門(mén)制造業(yè)中的地位是非常重要的。近些年來(lái)的實(shí)踐證明，將數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于制造業(yè)，進(jìn)行傳統(tǒng)制造業(yè)的改造，是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必由之路。據(jù)專(zhuān)家估計(jì)，由于現(xiàn)代科技的進(jìn)步，今后15年制造技術(shù)的發(fā)展將超過(guò)以往的75年。

    制造業(yè)的生命力在于產(chǎn)品的創(chuàng)新，閥門(mén)制造業(yè)也是如此。實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的關(guān)鍵。除了設(shè)計(jì)思想和概念之外，最主要的就是技術(shù)保障。即采用先進(jìn)可靠的CAD/CAE軟件。但大部分CAD軟件中的分析模塊功能過(guò)于簡(jiǎn)單化、通用化，真正精確量化的分析項(xiàng)目仍然要依靠專(zhuān)業(yè)的CAE軟件來(lái)解決。企業(yè)日益全面和多元化的需求，促成了數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。CAD和CAE這兩條并軌道之間的距離越來(lái)越近，CAD/CAE的集成化是發(fā)展的趨勢(shì)。CAE技術(shù)能夠給工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，這已成為不爭(zhēng)的事實(shí)。以ANSYS、LS-DYNA等為代表的高端CAE軟件早已活躍在全球各行各業(yè)中，將“基于物理樣機(jī)試驗(yàn)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法”帶入基于“虛擬樣機(jī)仿真的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”，將大幅度縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，降低成本，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，

    潛在的問(wèn)題越早地得到解決，設(shè)計(jì)的成本與周期的降低效果越明顯。因此，CAE分析應(yīng)該提前到概念設(shè)計(jì)階段，在零部件設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該進(jìn)行CAE分析。設(shè)計(jì)人員負(fù)責(zé)對(duì)自己設(shè)計(jì)的零部件進(jìn)行分析，已成為企業(yè)的迫切需求。應(yīng)用CAE技術(shù)進(jìn)行閥門(mén)的分析設(shè)計(jì)，將使閥門(mén)設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)生根本變革，推動(dòng)閥門(mén)設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步。