CAE仿真平台开发及其在雷达结构设计中的应用

0 引言

最近十年,随着计算机软硬件技术的发展,CAE技术日趋成熟,CAE在当今众多行业和企业中得到了广泛的应用。CAE的使用,大大缩短了原有的产品开发周期和降低了费用,并在某种程度上改变了原有的设计理念。然而,与此同时也应看到当前企业中CAE的实际使用存在一些明显的问题,阻碍了其发展。

大体有以下几个问题:1.设计与分析之间的脱节,设计和分析之间缺乏有效沟通和协同;2.以力学分析为例,目前没有通用的分析流程和相关标准;3.当前仿真分析人员的大部分时间都被花在了一些重复性工作上,即传统分析效率得不到提高;4.当前CAE技术在企业中的使用仍然仅被用作产品设计后期对设计方案的校核;5.CAE分析过程中,将会产生大量的数据。目前存在由于数据量过大,分析过后分析数据丢失的问题。另外,CAE分析本身也需要数据结果的有效对比和再分析;并且CAE分析具体项目过程中所提炼的一般性经验将是企业非常重要的知识库,需要保留下来。

针对以上问题,文中将平台化概念引入到CAE仿真分析中,提出通过建立仿真协作平台,并在现有Hyperworks软件平台基础上进行客户化二次开发定制,同时开发出相应数据库的策略搭建起企业级的CAE仿真平台系统。

1 CAE仿真平台开发

CAE仿真平台包括仿真协作平台和客户化仿真定制两部分以及必要的后台数据库支持。整个平台的结构关系如图1所示。

图1 仿真平台结构火系图

1.1 仿真协作平台

协作平台采用C\S架构使用Delphi语言开发,通过该平台期望使T作流中各种身份人员实现实时方便的信息交流和数据交换。平台通过第一份任务书为触发线索,其上作流程如图2所示。设计人员可以通过此平台提交、修改任务,实时了解任务状态查看已完成任务结果并且能以该任务为线索总揽任务所在项目所有情况;分析人员即时查看新任务并且该任务已由专人对其在项日中的位置进行了定位;分析人员完成任务需通过审核人员审核才能提交传达给提出任务者;另外分析人员也可自行提出任务书。

图2 任务中心工作流程

平台以任务书为引导有效促进了设计师与分析师之间的沟通,并通过制定任务模板方便设计师提出任务有助于推广CAE的使用;同时通过规范提交流程,保证了任务和结果文件等的数据完整性和逻辑性;通过结果审核等控制手段降低了仿真分析中人为因素影响,提高了分析结果的可靠性;分析人员可自行提出任务书这一功能有助于分析人员自行对项日相关问题从分析角度进行补充,也增加了平台的使用自由度。

另外需要说明的是平台对提交的任务进行了分类,按照设计不同阶段分概念阶段拓扑优化、概念阶段简单分析、实施阶段力学分析校核、优化阶段尺寸优化、优化阶段局部形状优化几种不同任务类型。通过这种方法可以达到引导设计师在各个阶段使用仿真分析的目的,其中尤为晕要的是概念阶段的分析。近几年,CAE技术的一个非常重要的组成部分——结构优化技术已经发展成熟并成功地被应用于产品设计,它以天生的优势正在改变传统的产品设计流程。在概念阶段,优化技术可以对产品所需性能全部予以考虑,在给定设计空间下找到最佳的产品设计思路。平台通过规范和引导设计师将仿真分析融入到设计各个阶段中去,使得优化等技术在实际工程使用中得到逐步提高和发展,工程师在设计中逐步利用起这些技术,并最终达到优化驱动的设计。