在竞争激烈的工程技术领域，CAE 仿真工程师扮演着极为重要的角色。他们凭借计算机辅助工程技术，为产品设计筑牢根基，为性能优化精准助力，是推动工程技术革新的关键力量。如果你怀揣着成为 CAE 仿真工程师的梦想，那么，熟知面试中的常见题目，并准备好令人满意的答案，就是你通往心仪职位的 “敲门砖”。接下来，本文将深度剖析 CAE 仿真工程师面试的高频问题，为你求职之路提供全方位的支持。
一、CAE 基础理论知识
1. 请简述有限元分析的基本原理
有限元分析是将连续的求解域离散为有限个、且按一定方式相互连接在一起的单元组合体。通过对每个单元进行力学分析，基于变分原理或加权余量法，将单元的物理方程（如平衡方程、热传导方程等）转化为矩阵形式，然后组装各单元矩阵，形成整个求解域的方程组。求解该方程组，便能得到整个求解域内的物理量分布，如应力、应变、温度等。其核心在于化整为零，各个击破，再积零为整，以此实现对复杂工程问题的数值求解。
2. 解释一下什么是网格划分，它对仿真结果有何影响
网格划分是将求解区域离散成有限个单元的过程。合理的网格划分至关重要，它直接影响仿真结果的准确性与计算效率。若网格过粗，单元数量少，计算速度虽快，但对模型细节捕捉不足，可能导致结果精度不够，无法准确反映物理场的变化，例如在分析应力集中区域时，粗网格易遗漏局部应力峰值。而网格过细，单元数量增多，计算精度提高，但计算量呈指数级增长，耗费大量计算资源与时间，甚至可能因计算机内存不足导致计算无法进行。所以，工程师需依据模型几何特征、物理场变化梯度以及计算资源等因素，权衡选择合适的网格密度与类型。
二、CAE 软件操作与应用
1. 你熟悉哪些 CAE 软件，以其中一款为例，说明其在某一具体项目中的应用流程
常见的 CAE 软件如 ABAQUS、CST等。以ABAQUS为例，在进行一个机械结构的静力学分析项目时，应用流程如下：首先，在ABAQUS的前处理模块中创建或导入几何模型，依据模型复杂程度，可选择自底向上或自顶向下的建模方式。接着，进行网格划分，根据结构特点与关注重点，确定单元类型与网格密度，对关键部位如应力集中区域适当加密网格。之后，定义材料属性，准确输入材料的弹性模量、泊松比等参数。再施加边界条件，如固定约束、载荷等。完成上述设置后，进入求解模块，选择合适的求解器并提交计算。计算结束后，在后处理模块查看结果，通过云图、图表等形式分析结构的应力、应变分布，评估结构是否满足设计要求，若不满足则返回调整模型参数，重新计算，直至得到满意结果。
2. 在 CAE 软件中，如何处理接触问题
在 CAE 软件处理接触问题时，首先要明确接触对，即确定相互接触的两个或多个物体表面。然后，选择合适的接触算法，常见的有罚函数法、拉格朗日乘子法等。罚函数法通过在接触界面引入罚因子，模拟接触力的作用，计算相对简单但精度稍低；拉格朗日乘子法理论上更精确，但计算复杂，对计算资源要求高。接着，定义接触属性，包括摩擦系数，根据实际情况选择静摩擦、动摩擦模型等。在设置过程中，还需注意接触刚度的调整，接触刚度过大可能导致计算不收敛，过小则接触模拟不准确。同时，合理设置接触容差，以确保软件能准确判断接触状态，避免出现穿透等不合理现象。
三、项目经验与问题解决能力
1. 请分享一个你负责的 CAE 仿真项目，遇到的最大挑战是什么，你是如何解决的
答：在一个汽车零部件的疲劳寿命预测项目中，最大挑战是模型的准确性与计算效率之间的平衡。该零部件结构复杂，包含众多细节特征，若完整建模并进行精细网格划分，虽能提高模型准确性，但计算时间极长，难以满足项目进度要求。为解决此问题，首先对模型进行简化，去除对疲劳寿命影响较小的细微特征，如倒角、小孔等。同时，采用子模型技术，在整体模型基础上，对关键的高应力区域建立局部精细子模型。在网格划分上，针对不同区域采用不同密度的网格，对高应力集中区域和接触部位加密网格，其他区域适当粗化。通过这些措施，既保证了模型对关键部位的模拟精度，又有效控制了计算量，使计算时间大幅缩短，最终成功完成了零部件的疲劳寿命预测，为产品设计优化提供了可靠依据。
2. 当仿真结果与实际测试结果存在较大偏差时，你会从哪些方面排查问题
答：当出现这种偏差时，首先检查模型输入数据，包括几何模型的准确性，是否存在建模错误、尺寸偏差；材料属性参数是否与实际材料一致，如弹性模量、密度等参数的微小偏差都可能导致结果偏差。其次，复查边界条件设置，确认约束、载荷的施加位置、大小与方向是否符合实际工况，实际测试中的安装方式、加载方式是否在仿真中准确模拟。再者，审视网格质量，查看是否存在网格畸变、单元质量差等问题，可通过网格质量检查工具进行排查。另外，检查求解器设置，如求解算法的选择是否合适，收敛准则是否合理。若模型涉及多物理场耦合，还要检查耦合关系的设置是否正确。最后，考虑实际测试过程中可能存在的测量误差，对测试设备的精度、测量方法进行评估，通过逐一排查这些方面，定位并解决仿真结果与实际测试结果的偏差问题。
当 CAE 仿真工程师求职者深入钻研上述常见面试题目，充分做好准备后，在面试场合中，他们将展现出更为强大的自信与从容。这种状态能帮助他们淋漓尽致地向面试官全方位呈现自身扎实的专业能力，从而在众多竞争者中脱颖而出，大幅提升收获心仪职位的几率 。
