CAEとは、Computer Aided Engineeringの略で、設計段階でその製品が性能的に問題がないかシミュレーション、工程設計の事前検討を手助けするシステムです。

設計段階で発生する問題とは、荷重・振動などによる強度面での問題や、熱の伝わりやすさによる熱問題などが挙げられます。

こういった問題を設計開発の段階からパソコン上でシミュレーションできる手法をCAE解析と呼びます。

CAE解析では、応力の解析や伝熱解析、流体解析などがシミュレーションできます。

CAEツールは、主にCADソフト・解析ソフトに分類されます。

CADソフトによって実験に必要な形状データを生成します。

その形状データをもとに解析を行うのが、プリプロセッサ・ソルバー・ポストプロセッサの3つのソフトです。

まずプリプロセッサは、CADデータで生成した形状データのほか、解析に必要な条件を入力する解析ソフトです。

ソルバーは、プリプロセッサより入力された情報をもとに実際の計算を行います。

そしてポストプロセッサによって、ソルバーの計算結果をビジュアル的に分析し、設計へフィードバックを行います。

CAEツールを駆使したCAE解析は、製品設計の過程において必要不可欠な項目です。

CAE解析には「材料力学の知識」「有限要素法の知識」「ソフトウェアを利用するための知識」の３つが必要です。
それぞれについて以下で解説します。

材料力学の知識

CAE解析にはさまざまな工学知識が必要ですが、中でも必要なのが材料力学に関する知識。

材料力学とは、機械や構造物に負荷がかかったときに生じる応力や変形が生じるかを計算し、強度設計にフィードバックするための学問です。

有限要素法の知識

有限要素法とは、解析が困難な微分方程式を小領域に分割して解くことで近似解をえるための方法です。

CAE解析では、複雑な形状や性質をもつ物質を小さな要素に分割して解析し簡単なモデルへと置き換え、再構成して全体としての挙動を予測・計測します。

ソフトウェアを利用するための知識

そして最後に必要なのは、上述したCADソフト・解析ソフト（プリプロセッサ・ソルバー・ポストプロセッサ）を使うための知識です。

主にこれら3つの知識をもってCAE解析を行います。