首页新闻·活动论坛CAE咨询服务CAE培训联盟CAE软件库技术中心人才·工作
 
工程:
汽车
-
电子
-
材料
-
机械
-
土木
-
模具
-
航空航天
-
其它工程
 
CAX:
CAE
-
CAD
-
CAM
-
Hardware
-
综合信息化
如何获得点数  注册CAENET简历 获得CAX工作推荐  “活动日历”网罗业界重要活动  开通CAENET博客 结识CAX好友
技术中心首页 热门文章 最新文章 我的文章 发布文章
当前位置:技术中心首页CAE —正文
CAE软件在制造业的应用分析
本文TAG:CAE  制造业  应用        2008/10/31
作者:Amanda  出处:cad世界网  阅读:2330  推荐:0
CAE(计算机辅助工程分析)主要是以有限元法、有限差分法、有限体积以及无网格法为数学基础发展起来的一个软件行业。由于目前在国内有限元法应用最为广泛,故此在这里主要介绍有限元类软件在国内的应用,其他一些软件不做过多的阐述。
有限元分析服务,找CAE服务联盟
  

CAE(计算机辅助工程分析)主要是以有限元法、有限差分法、有限体积以及无网格法为数学基础发展起来的一个软件行业。由于目前在国内有限元法应用最为广泛,故此在这里主要介绍有限元类软件在国内的应用,其他一些软件不做过多的阐述。

        作为20世纪中期兴起的技术手段,有限元技术随着计算机技术的迅猛发展,得到了飞速的发展和广泛的应用。基于有限元技术,已经在国际上形成了数百亿规模的市场,而主要的有限元厂商则包括了ABAQUS、ADINA、ALGOR、ANSYS和MSC等,其他一些基于有限元算法的专业分析软件则不胜枚举。

        随着有限元技术的发展,国内原有的有限元应用体系正在发生着深刻的变化。早在80年代初期,国内就已经形成了一批以高校和研究院所为重点的有限元技术研究、开发、应用体系。早期北大袁明武老师应用的SAP,在当时国内引起了广泛的影响。在此背景下,国内的学者相继开发了多套有限元程序,例如大连理工的JIFEX、郑州机械研究所的紫瑞、北京农机学院的有限元分析系统,以及计算所梁国平老师的邢PG。而这些软件由于各自的一些原因,虽然在国内产生了一定的影响,但都没能在企业界得到广泛的应用。随着90年代国外大型商业软件进入国门,掀起了第二次有限元应用的浪潮。由于国内高校在有限元技术方面具备一定的研发和应用基础,因而成为了应用初期阶段的主力军。

        近几年来,数字化产品设计的概念逐渐深入人心,国内高校技术研究和应用水平不断提高,有限元技术已经为广大企业所认可,第三次有限元技术的应用浪潮正在形成。值得注意的是,有限元技术不再仅仅停留在高校中,而是更多的走向了企业。同时,更多使用方便、操作简单的专用分析软件也得到了广泛应用。

应用状况
         目前,CAE软件在国内主要应用于汽车、电子、航空航天,土木工程、石油等行业,在汽车行业的应用尤为广泛。软件的类型主要包括通用前后处理软件、通用有限元求解软件和行业专用软件。汽车行业在国外是有限元软件的主要应用行业,其所涉及的专业领域相当广泛,并且应用历史长、应用成熟度高。

        目前,国内常见的前后处理软件包括Altair公司的HyperMesh、EDS公司的邢MAP和MSC公司的Patran,这些软件在美国的汽车厂商中都有着广泛的应用。由于有限元技术的特点,使得前处理成为了一个相对独立,而又十分重要的部分。一些大型企业都采用了适应自己需求的前后处理软件。这些前后处理软件都具有良好的接口,可与众多的有限元求解软件相结合,以便用户更快、更方便地解算问题。

       求解软件可以说是琳琅满目,通常的求解软件包括:ABAQUS、ADINA、ALGOR;ANSYS、 COsmOs、 MSC/NASTRAN、 MSC/MARC、 NEI/NASTRAN。这些软件都有着各自的特点,在行业内,一般将其分为线性分析软件和非线性软件,例如ANSYS、ALGOR都在线性分析方面具有自己的优势,而ABAQUS、NASTRAN、ADINA、MARC则在非线性分析方面各具特点,其中ABAQUS被认为是最优秀的非线性求解软件。

       近年来,分析软件正朝着多物理场的方向发展。大家可以通过业内一些公司的举动感受到这一点,例如,ANSYS公司收购CFX流体软件,并加强与EMSS,公司的合作,不断加强其多物理场耦合的功能。在这里需要提到的是,由于历史原因,ALGOR继承了SAP的模块化思想,在多物理场分析方面也有很好的应用;同源于SAP的ADINA在流固耦合上则非常有特色。由于解算多物理场问题更多是从物理方程出发,因此另外还有一些软件在这方面有着良好的应用,比如MathWorks公司在数值计算软件MATLAB基础上发展起来的FEMLAB,又如国内飞箭公司针对微分方程的FEMLAB系统。

应用展望
       下面将按照一般的产品设计流程,在不同的设计阶段,将上文提到的软件对号入座,帮助读者取得比较感性的认识。

    1.概念设计阶段
    这一阶段主要有三个方面的内容。
    1)市场调研;
    2)技术设计,包括各种方案的计算机效果模拟和分析仿真论证
    3)评估、准备相关生产设施。
    这一阶段主要进行较为详细的、带有一定目标性的预演,大企业可以利用一些大型通用非线性CAE软件来帮助制定方案,比如ABAQUS、MSC/NASTRAN、MSC/MARC。而中小企业可以用ALGOR、ANSYS和ADINA等软件完成这部分工作。

    2.详细设计阶段
       在概念设计完成以后,紧接着就是详细设计。这一阶段要绘制各种零部件图样,确定彼此间的装配关系,评估产品的性能(结构强度、刚度、动力特性和生产性等)。

       该阶段需要操作简单、使用方便的CAE软件,以便用最少的时间完成评估工作。这类软件包括ALGOR、ANSYS/DesignSpace、COSMOS等,这些软件有着良好的数据接口和网格自动生成功能,使用方便、快捷,对使用者的要求较低。在该阶段的尾期,也可以用一些非线性求解器做进一步的验证。
 
    3.样机制造阶段
      根据详细设计提供的模型或数据完成试验样机的加工制造。该阶段是生产阶段,所以较少使用CAE软件,但可以用一些专业软件,如铸造分析软件、板料成形软件来指导生产。

    4.产品测试评估阶段
        这一阶段主要是利用各种测试和评估手段对产品成本、产品性能、产品质量和加工特性做出全面真实的评价,从而为设计更改和产品的生产提供可靠依据。在该阶段,主要使用一些非线性分析功能强的软件,以及一些多场耦合软件,如ABAQUS、ANSYS、MSC/NASTRAN、MSC/MARC等。在此阶段还可以使用一些机械动力学仿真软件、疲劳分析软件,来最终评估整装后的产品性能。

 

[其他文章]
上一篇: CAE在产品研发中的应用  (2008/10/31)
下一篇: 皮托管温度场的三维数值分析  (2008/10/31)
[相关文章]
·工艺束缚消失,设计将会怎样?  (2015/9/18)
·精益研发体系建设  (2014/10/20)
·仿真体系成熟度模型  (2014/10/9)
·仿真体系:释放仿真价值 驱动研发创新  (2014/9/22)
·应用拓扑优化制造更轻的塑料件  (2014/8/18)
--------------------------------------
[热门文章]
--------------------------------------
[热门新闻]
--------------------------------------
[热门资料]
--------------------------------------
[热门招聘]
--------------------------------------
[热门帖子]
--------------------------------------
[热门论坛]
--------------------------------------
关于CAENET | 广告服务 | 网站地图 | 联系方式
版权所有:中国CAE联盟 Copyright 2005-2012 All Rights Reserved
沪ICP备06014470号