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標(biāo)題: CAE的角色分工——你了解CAE嗎 [打印本頁]

作者: 掃街 時間: 2013-9-9 18:50
標(biāo)題: CAE的角色分工——你了解CAE嗎
在傳統(tǒng)的三維設(shè)計過程中,，分析的主要角色是設(shè)計的后驗校核和事故分析。而且,，還存在著CAE分析工具往往面臨多個系統(tǒng)并存的局面,。多個系統(tǒng)并存是目前企業(yè)CAE應(yīng)用的壁壘，這種情況下,，不但使用起來很不方便,，培訓(xùn)成本也隨之增加。同時,，還要將幾何界面中的CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入到有限元界面中,，在轉(zhuǎn)換過程中就容易造成數(shù)據(jù)丟失。有限元界面對使用者,，要求其有限元的專業(yè)知識(要理解各個求解器的單元庫),，真正設(shè)計現(xiàn)場第一線的人員用不起來。

同時,，設(shè)計的產(chǎn)品是裝配體,，而不是單個的零件，裝配的結(jié)合條件是定義在有限元數(shù)據(jù)上的,，而不是定義在設(shè)計數(shù)據(jù)上,，如CAD數(shù)據(jù)上的，裝配的定義也需要專家,。此外,，沒有知識工程來保存作業(yè)流程，每當(dāng)有設(shè)計變更的時候,，因為是在CAD系統(tǒng)之外做的,，使得參數(shù)化的數(shù)據(jù)失去其參數(shù)意義，回不去了,，只得重新建模,。這些都是傳統(tǒng)設(shè)計中CAE所面臨的問題,，這也導(dǎo)致了開發(fā)品質(zhì)和效率的低下。

“在CAD/CAM/CAE進(jìn)入集成時代的今天, CAD的戰(zhàn)國時代已經(jīng)基本結(jié)束,，特別是高端CAD,，如今只剩下幾大主流軟件。而CAE卻是還存在百家爭鳴的局面,，還沒有誰能夠一統(tǒng)天下,。”“以前游離于CAD之外是可以的,，現(xiàn)在不行了,。從CAD歷史發(fā)展來看，90年代以前大部分都是非參數(shù)化的,，90年代開始以參數(shù)化為主,，到2000之后，發(fā)展到知識工程化,。與之相對應(yīng)的,，CAE的發(fā)展軌跡，從有限元FEM到計算力學(xué),，再到CAE,。在90年代以前，設(shè)計是以形體為主,，此時的主流CAE是獨(dú)立于CAD系統(tǒng),；發(fā)展到90年代，參數(shù)化CAE成為主流,，設(shè)計數(shù)據(jù)參數(shù)化,，易于進(jìn)行形狀優(yōu)化，此時的主流CAE開始講究與CAD系統(tǒng)界面的融合,；本世紀(jì)初開始,，以solidworks為代表的CAD強(qiáng)調(diào)設(shè)計的智能化，不僅所有的數(shù)據(jù)都是參數(shù)化的,，而且還有設(shè)計表,，各種設(shè)計方案可以通過EXCEL表格來驅(qū)動，用戶還可以自己定義特征,、規(guī)矩等,。

此外，設(shè)計數(shù)據(jù)不僅僅是形體和數(shù)據(jù),，而是多樣的,。“比如說焊接,，焊接有各種各樣的定義,，這些定義都是在設(shè)計數(shù)據(jù)里有的,，而此時，回到剛才的傳統(tǒng)設(shè)計過程中,，一旦把CAD的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換出來,，所有智能化的信息、財富就全部丟失了,，因為輸出的數(shù)據(jù)是孤立的,，就好比只有軀殼而沒有內(nèi)核一般，這就給企業(yè)造成巨大的浪費(fèi),，并且這些信息還必須要在CAE軟件中重新定義,。，“在這種情況下,，集成到CAD的CAE功能就非常重要了,。

最早提出CAE(計算機(jī)輔助工程)概念的SDRC（研發(fā)了EDS Idea軟件）的創(chuàng)始人Jason Lemon，他的初衷是希望分析工具為設(shè)計人員所用的設(shè)計工具,。事實上，CAE是面向設(shè)計的,，以設(shè)計為依歸的,。而有限元注重的是方法；計算力學(xué)是有限元的延伸,，是以方法論為主,。而CAE是以工程目的、設(shè)計目的為主的,。企業(yè)需要的是如何使自己的產(chǎn)品在市場上有競爭力,，而大部分國內(nèi)企業(yè)沒有CAE的積累，常常是會用工具而不知如何定義條件,，有時還出現(xiàn)本末倒置,，把做網(wǎng)格當(dāng)做CAE的現(xiàn)象。

還有一點(diǎn)需要澄清的是面向設(shè)計人員的CAE和面向分析人員的CAE是有差別的,。分析的目的和使用的人員,、采用的工具都有所不同。分析工具面對的是分析家,，而設(shè)計工具是面向設(shè)計師的,。它們之間的區(qū)別在哪？首先,，設(shè)計期待的是什么,？我們從用戶的滿意和產(chǎn)品要求的滿足兩個緯度考量，對于產(chǎn)品品質(zhì)來說,，有些品質(zhì)是大家都不關(guān)心的,，而有些是必須要滿足的,，也就是當(dāng)然品質(zhì)；還有一種品質(zhì)是魅力品質(zhì),，一個產(chǎn)品只具有當(dāng)然品質(zhì),，而沒有魅力，那么就不具備競爭力,�,？蛻粼谫徺I產(chǎn)品的時候，對于當(dāng)然品質(zhì),，認(rèn)為是必須具備的,，因此更關(guān)心魅力品質(zhì)。設(shè)計人員是創(chuàng)造魅力品質(zhì)的主體,，而分析人員是保證當(dāng)然品質(zhì)的,。此外，二者的分工也有所區(qū)別,。設(shè)計CAE創(chuàng)造魅力品質(zhì),，這類CAE系統(tǒng)的特征是，要求網(wǎng)格自動生成,；對主要設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行CAE分析,；以單一目標(biāo)為主的線性分析；從分析的結(jié)果來定型（形體,、尺寸）,。

這些特征使得設(shè)計方案能夠快速檢驗。而分析人員的CAE即有限元分析,，是品質(zhì)的保障,。它包括對強(qiáng)度以外的設(shè)計目標(biāo)的CAE詳細(xì)分析；多物理現(xiàn)象的耦合分析,；用于強(qiáng)度保障的多目的非線性分析等,。“因此,，二者的分工是不同的,，而目前國內(nèi)企業(yè)CAE應(yīng)用的最大的問題是只有分析人員的有限元，而沒有設(shè)計人員的CAE,�,！边@恰恰背離了CAE最初提出時的理念�,！斑€有一點(diǎn)非常重要,，就是能否從CAE回到CAD，而這一點(diǎn)將決定產(chǎn)品的魅力品質(zhì),，但目前卻被忽略了,�,！比绻鸆AE系統(tǒng)是獨(dú)立于CAD的，那么如果產(chǎn)生了設(shè)計變更之后,，數(shù)據(jù)就回不到CAE系統(tǒng)中了,，給設(shè)計帶來很大的不便。如果兩個系統(tǒng)是集成的,，那么變更后的數(shù)據(jù)就可以直接加載到CAE系統(tǒng)中,，變成用于分析的數(shù)據(jù)，而CAE分析后的計算數(shù)據(jù)又可以回到CAD中,，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計,。因此，從CAE回到CAD也是非常重要的,。

據(jù)統(tǒng)計,，目前企業(yè)從事CAE分析的人員中，畫圖工占12%,，工程師占20%,，工程師與畫圖工相比，他具備一定的有限元分析知識,，而畫圖工通常缺乏這些概念,。還有一種情況，CAE專家與畫圖工組成項目組,，這種占到28%,，而畫圖工交給分析人員來做的占40%,。而未來會變成,，畫圖工做三分之一的分析工作。這是種變化產(chǎn)生的原因是設(shè)計CAE的發(fā)展變化,。理想的情況下,，設(shè)計和分析在同一環(huán)境下，也就是在CAD集成平臺,，就可以實現(xiàn)設(shè)計-分析的快速循環(huán),，使得傳統(tǒng)產(chǎn)品開發(fā)變成短過程的開發(fā)過程，即設(shè)計-分析的循環(huán)型產(chǎn)品開發(fā)過程,，也就是基于CAE或基于分析的設(shè)計,。

未來CAE的發(fā)展，首先CAD/CAE/CAM設(shè)計仿真一體化,；其次,，CAE回歸設(shè)計本源，回歸以設(shè)計為目的,；分析模擬的數(shù)據(jù)和流程的管理,；多學(xué)科仿真及混合有限元分析等,。無論怎樣，設(shè)計仿真一體化都是大勢所趨,，未來CAE要更多為設(shè)計服務(wù),，為設(shè)計創(chuàng)新提供更好的支撐

作者: mfka 時間: 2013-9-9 20:21
幾款著名的三維CAD都有CAE功能模塊。
如NX包含設(shè)計仿真,、高級仿真和運(yùn)動仿真,。

作者: wuxiluanpaoP 時間: 2013-9-9 22:34
看看學(xué)習(xí)了

作者: qijianhui 時間: 2013-9-10 08:01
一直以來都想學(xué)習(xí)CAE，做機(jī)械設(shè)計10年了,，一直都是模仿加上那一點(diǎn)點(diǎn)工程力學(xué)的知識,，憑經(jīng)驗設(shè)計，慢慢接觸到一些中高端機(jī)床的設(shè)計時,，就感覺心里沒底了,。學(xué)習(xí)CAE應(yīng)該怎么入手，還請業(yè)內(nèi)的大俠指點(diǎn),。

作者: 笑看風(fēng)云2013 時間: 2013-9-10 08:24
文章不錯,，學(xué)習(xí)了O(∩_∩)O~

作者: songfq 時間: 2013-9-10 08:57
一直以為CAE 分為：
1.以有限元為主的結(jié)構(gòu)分析，注重處理零部件在受載荷的情況下應(yīng)力,、變形情況,；
2.以分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動為主的分析，注重看零件在工作狀態(tài)下的速度,、軌跡和加速度等情況,。
當(dāng)然也有兩者結(jié)合起來的。

作者: 孫建si 時間: 2013-9-10 11:31
太深奧了,。,。。我用不了

作者: 去,，你的旅行 時間: 2013-9-10 12:44
還以為是說的Computer Aided Education

作者: WUHANLIST 時間: 2013-9-10 13:05
談到CAE,，一直有個問題搞不明白。一個鑄鋁件,，做CAE分析時,，彈性模量是一樣的。但是做過固溶處理和沒有做固定溶處理的結(jié)果是不是一樣的,。一個鋼件,，做過淬火和沒做過淬火是不是一樣的，有沒有這方面的專家,，給普及一下,。

作者: Mr.Bean 時間: 2013-9-10 17:14

WUHANLIST 發(fā)表于 2013-9-10 13:05 ! i: e6 T- r5 K" _# I4 S
談到CAE，一直有個問題搞不明白。一個鑄鋁件,，做CAE分析時,，彈性模量是一樣的。但是做過固溶處理和沒有做固 ...

我擦,，這些做過表面后MPA應(yīng)該是變了,，我以前也糾結(jié)于AL5052/AL1070彈性模量和波松比都是一樣，可是實際東西區(qū)別大了,，要考慮硬度和屈服等等,！個人見解！

作者: weixiaodong1107 時間: 2013-9-14 09:37
學(xué)習(xí)了

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