CAE(计算机辅助工程)作为一种综合应用计算力学、计算数学、信息科学等相关的综合工程技术,对提高产品的性能质量和服务有着举足轻重的作用,是工程技术人员进行创新研究和创新设计的重要工具和手段。CAE与其他计算机技术结合,能够使企业对现代市场产品的多样化、复杂性、可靠性和经济性等做出迅速反应,大大缩短了产品研发周期,从而最直观的降低了企业的生产成本,增强了企业的市场竞争力,因而在许多行业中,CAE分析已作为产品设计和制造流程中不可逾越的一种强制性的规范。CAE技术的应用相当广泛,大多是停留在零件级,对于部件乃至整机的CAE分析即系统CAE已经开始受到重视并取得了一些研究成果。目前,对于系统CAE还没有一个统一的认识,有很多问题需要进一步研究,本文将针对系统CAE的应用中存在的问题,结合实际应用案例,围绕系统CAE的体系结构及应用技术展开研究:(1)在CAE概念、国内外CAE技术的研究及应用现状的基础之上,针对现有零件级的工程分析问题,分析系统CAE的内涵、功能及特点,建立一种系统CAE的体系结构,主要包括产品设计模块、工程分析模块,产品数据管理模块,研究各模块的功能以及它们之间的关系;(2)在CAE分析的一般流程及其技术应用特点基础之上,研究几何模型的建立、有限元模型的建立(包括网格划分、整机系统的分解与合成、边界及载荷处理等)、求解、结果数据分析等系统CAE的应用技术,针对整机系统零部件之间的连接方式,着重研究系统CAE在工程实际分析中零部件之间的连接技术即整机系统的分解与合成技术;(3)对某钢厂连铸坯运输辊中自由辊的热—结构耦合问题进行系统CAE分析。即采用CAE系统中的产品设计模块完成该分析项目几何模型的建立;通过CAE系统中的工程分析模块完成有限元模型的建立(包括网格划分和边界载荷的处理);通过对分析结果数据进行评判,为自由辊的改进提供理论依据。本文的研究工作对于高效合理的使用CAE进行工程分析时技术的应用、建立系统CAE的体系结构、实现协同CAE分析等方面有一定的理论参考价值,对于工程实践有一定的指导和借鉴意义。