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CAE技术在现代汽车创新与优化设计中发挥着至关重要的作用。它涵盖从复杂网格生成到计算求解，再到后处理分析的完整仿真流程，为汽车行业提供了高效、精确和可靠的设计分析解决方案。它的核心功能是基于有限元网格模型等CAE计算文件施加各类载荷和边界条件，借助有限元等求解器对静态和动态问题进行仿真分析。这一过程可以充分分析汽车各部分在各种工况下的应力、位移等状况，为设计优化提供有力依据。
当前，CAE技术已经广泛应用于汽车概念设计和产品研发、车辆结构性能评估与优化及车辆碰撞安全性分析等领域。
（1）汽车概念设计和产品研发：主要应用于概念车设计、新产品设计、外观造型优化等，在成本和时间限制下，可快速评估和优化设计概念，确保最终产品满足市场需求并具备竞争力。CAE软件提供了快速的仿真和分析能力，加速了设计决策过程，减少了对物理原型的依赖。
（2）车辆结构性能评估与优化：主要用于车身、底盘、车门、车顶等重要部件的结构分析与优化，可以确保汽车在各种载荷下的结构安全性、刚度和耐久性，减少潜在的结构故障风险。CAE软件能够分析复杂的载荷和边界条件下的结构行为，早期发现和解决潜在问题，缩短研发时间、节省成本。
（3）NVH（Nosie、Vibration、Harshness）分析：主要用于噪声和振动分析优化、噪声降低、车内舒适性改善等，可以改善驾乘舒适性，减少噪声和振动对车辆性能和乘员体验的负面影响。CAE软件能够模拟和分析车辆各个组成部分的噪声和振动源，快速找到解决方案并进行优化设计。
（4）制造过程模拟：主要用于冲压、焊接、注塑成型等汽车生产过程模拟，可以优化制造工艺，提高生产效率和质量，预测和解决生产中的潜在问题。CAE软件能够模拟制造过程，准确预测和优化工艺参数，减少制造缺陷、节省成本。
（5）车辆碰撞安全性分析：主要用于车辆碰撞安全性评估、事故模拟和结构优化等，可以确保汽车在发生碰撞事故时保护乘员的生命安全，并通过优化设计减少事故带来的损害。CAE软件能模拟和分析各种碰撞情况下车辆结构的变形和应力分布，评估车辆的碰撞安全性，提供优化解决方案。
将CAE技术应用在汽车研发中，企业完全可以将这种先进的研发手段与传统的试验和设计经验相结合，使两者互补，从而提升研发设计能力，有效指导新产品的研发设计，节省产品研发成本，缩短研发周期，从而大幅度提高企业的市场竞争力。CAE技术在汽车行业中的应用如图1-3所示。
图1-3 CAE技术在汽车行业中的应用
本书针对车辆工程领域的实际问题，提供了大量强实用性实例，涵盖了传统汽车行业和新能源汽车行业。读者通过本书可以了解CAE技术的理论，掌握MxSim的使用技巧，从而快速掌握车辆研发设计和制造过程中的仿真分析关键技术。这些关键技术包括静力学、模态等实际工程问题的仿真分析。通过用仿真分析替代低效缓慢的传统物理样机试验，可以在最短周期内研发出高质量的、可靠稳定的汽车。