CAE仿真技术是制造业大战略

2016-01-22 by:CAE仿真在线来源:仿真在线

随着国家领导人多次在国际场合推销中国高铁,“高铁外交”席卷全球。
昨天(12月26日)金温铁路,成渝高铁,赣瑞龙铁路同时开通……2016年春运期间,公众将有更多、更舒适的乘车选择。同一天,银川至西安高铁(宁夏段)正式开建,加上前一天正式铺轨的沪昆高铁云南段,全国无高铁省份只剩下西藏自治区。此外,由中国铁建实施设计施工总承包的长沙中低速磁浮线开通试运行,这是我国首条投入运营的中低速磁浮线。
短短几年中国高铁快速超越曰本,成为国际市场上强有力的竞争者。
其原因之一是:中国深度利用了可视化设计(CAD)和计算机仿真技术(CAE)。

现在计算机仿真牛逼了。是的,商业软件包算算应力,算算共振,算算碰撞,已经很准了,流体力学把边界设好了,也不会很难。原来要做几个月甚至几年的实验的,现在计算机服务器或超级计算机搞一把模型,算一周就可以出结果。对于确定参数,比如走行部一系、二系悬挂的参数,特别有用。计算优化好了,直接做模型实际实验,一般也是和模拟结果差不多,就得了。

有人说曰本新干线从200公里时速到300公里时速用了二三十年,为啥中国三五年就搞定了,很大程度上就是因为当年曰本人用【画图板】和【试验台】搞的设计,中国人现在可以用CAD和CAE仿真模拟软件搞定了。并不说中国人比当年曰本人牛逼了,而是时代变了。你再慢吞吞的,那就是磨洋工,肯定是要落后了。

CAE技术与软件和制造业、材料物理学的同步发展起来,已经经历了60多年的时间,已经日趋成熟。
你看看:
1、高端制造业霸主美国:孕育了Ansys(用于结构分析)、fluent(流体分析)、Maxwell和HFSS(电磁分析)、LS-dyna这些伟大的仿真软件。
2、德国西门子拥有顶级机械设计软件UG和NX 系列仿真软件如Nastran、Autoform。
其中Autoform是汽车行业的比用软件,用他可以大幅降低制造成本。
3、法国的达索拥有著名的SolidWorks设计软件,非线性领域的霸主Abaqus仿真软件。

中国本土也有许多公司开发了一些CAE、CAD软件如中望CAD,但是技术还是依赖国外的。但中国在应用国外这些CAE软件方面走在前列,作为世界工厂,这是必然的事情。我们也期望未来民族CAE软件能得到快速发展,追赶上西方发达国家,这才能真正实现制造业的赶超。

再看回中国高铁,你就知道CAD、CAE有多重要了:
CAD使得你的产品不用制造出来,其外观和运动方式、机械原理的验证就完全跟造出来了一样。而且可以参数化修改,不好看,不合理可以反复修改,修改一个地方可能只是变化一个数字,分秒之间完成。
CAE使得你的产品不用制造出来,其能承受多少载荷,安全系数多少、甚至能用多少年,都可以计算出来,做虚拟CAE仿真就可以算出来。

说的那么神乎其神,其实就是计算机+数学+物理学、材料学、力学的综合应用而已,也没有什么,最近1世纪,大量科学家发现了很多公式,用于仿真这些过程。最后表现出来的就是一个电脑的运算。