CAE技术助力产品研发全过程

2013-06-08 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线

来源:e-works
关键字:CAE 普及应用创新设计仿真

在CAE技术和软件逐渐得到认可的同时,我国还有很多行业、很多企业并没有应用CAE技术,他们对CAE技术的投入产出比持怀疑态度。CAE技术是否需要开始普及?CAE应用效果如何?企业该如何来评估CAE技术的投入产出比呢?CAE的理念、技术又有哪些新的进展? 带着这些问题,e-works采访了美国ADINA R&D 公司中国代表处技术部经理葛孝月先生。
ADINA 软件是基于有限元技术的大型通用分析仿真平台,广泛应用于各个行业的工程仿真分析,包括机械制造,材料加工,航空航天,汽车,土木建筑,电子电器,国防军工,船舶,铁道,石化,能源等各个领域。在国内拥有哈电,内蒙一机,贵航,中船重工703所等典型用户。

记者:贵公司的主要CAE产品包括哪些?
葛孝月:ADINA软件主要包括以下模块:
 ADINA-AUI:前后处理模块;
 ADINA:结构分析模块;
 ADINA-F:计算流体动力学(CFD)求解模块;
 ADINA-T:热分析模块;
 ADINA-FSI:流体/结构耦合分析模块(包括热);
 ADINA-TMC:热/结构耦合分析模块;
 ADINA-M:Parasolid建模模块。
记者:贵公司的主要用户对象是哪些?有无专门的行业解决方案。
葛孝月:ADINA软件主要的用户对象遍及软件功能所涉及的各行各业中的佼佼者。包括军工研究所,设计院以及众多的高校和大中型企业用户。
我们一直致力于为客户提供更加专业、贴切的行业解决方案,我们努力把行业解决方案越做越精,越做越细。
记者:贵公司的优势有哪些?有哪些亮点。
葛孝月:ADINA以其深厚的历史底蕴,涵盖求解结构、流体、温度及流固耦合、固热耦合的全面功能模块,便捷的前后处理操作,求解的可靠性和计算效率,完善的二次开发环境等优势使其深受用户信赖。
ADINA是全球功能最为强大、技术最为领先的非线性及多物理场耦合求解商业程序系统,能将结构场、温度场和流场完全融合在一起,实现结构/温度/流体耦合的高级分析,并且对于流固耦合问题,兼具迭代耦合和直接耦合两种算法。

记者:您认为CAE在企业产品研发中的定位是什么?
葛孝月:随着科技的发展进步,产品在趋于多样化、智能化的同时,会不可避免地趋于复杂化。对于复杂的工程,人们都希望能在产品生产以前对设计方案进行精确试验、分析和论证, CAE(Computer Aided Engineering,计算机辅助工程)很好地完成这些工作,在企业产品研发中包括产品设计、工程分析、数据管理、试验、仿真和制造的综合过程。
记者:您认为CAE在企业组织架构中的地位? CAE与实验验证什么区别?
葛孝月:CAE辅助企业从产品的设计阶段开始,按实际条件进行仿真和结构分析,按性能要求进行设计和综合评价,以便从多个方案中选择最佳方案,或者直接进行设计优化。
CAE相比较实验验证,既能得到结果,也能得到过程,更加的理论化和数据化。
记者:您认为CAE与三维CAD工程师的定位与区别?他们如何进行合作?
葛孝月:CAE工程师主要研究以下三个方面的内容:有限元分析对象,包括结构刚度、强度分析、非线性和热场计算等内容;仿真技术的主要对象是分系统或系统,包括虚拟样机、流场计算和电磁场计算等内容;优化设计的主要对象是结构设计参数。
CAD工程师指工程技术人员以计算机为辅助工具来完成产品设计过程中的各项工作,如草图绘制、零件设计、装配设计、工程分析等,并达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品成本的目的。
CAE/CAD工程师可以在项目可行性,优化结构、降低成本等等进行合作。
记者:您认为CAE工程师应具备哪些素质和专业技能?
葛孝月:有限元分析知识、计算机仿真技术、以及扎实的行业理论功底(如机械,土木)等。
记者:CAE领域的软件架构是否达到了多学科仿真技术集大成的条件?
葛孝月:目前在CAE领域内,ADINA软件是仅有的几个已达到了多学科仿真技术集大成条件的软件之一。
对于多学科的单物理场问题:ADINA软件具有ADINA-Structures(结构分析模块),可用来求解线性、非线性、稳定性、动力学等多方面的问题;ADINA-Thermal(温度,场问题求解模块),适用于进行固体和结构的温度和热流分析;ADINA-CFD(计算流体动力学分析模块),可用来求解各种流体动力学问题,还能考虑传热、传质、表面张力、VOF、特殊边界以及多孔介质中的流动等多方面的问题。
记者:多学科仿真采用同一模型的日子还有多远?
葛孝月:对于多学科仿真采用同一模型,则目前仅有ADINA软件能达到其要求。
对于同一模型的多学科问题,ADINA软件具有ADINA-TMC(热、机械耦合求解模块),主要用于全耦合热-力问题,热分析结果影响结构,反之结构计算结果也影响传热计算,并兼具迭代耦合和直接耦合两种算法;ADINA-FSI(流体结构耦合分析模块),能将结构场、温度场和流场完全融合在一起,实现结构/温度/流体耦合的高级分析,并且对于流固耦合问题,兼具迭代耦合和直接耦合两种算法。
记者:仿真数据管理模块与PDM的工作流模块是否功能重复?
葛孝月:PDM的工作流模块是对企业产品开发所需信息和过程进行全面管理的工具,通过它可以实现企业的CAX 软件的信息采集,保证产品设计信息的一致和连贯;而仿真数据管理模块则用来实现仿真计算程序与服务器前台程序之间的数据通讯 ,并将仿真结果存入数据文件,此外还提供一些数据定义、数据记录、数据管理等功能。对于ADINA软件,可以直接读入各种CAD系统,不但可以与I-DEAS、AutoCAD、proe 、UG等软件实现无缝链接,而且可以与PATRAN、MSC.Nastran相互交换有限元模型数据,从而保证仿真数据信息的一致和连贯。
记者:CAE网格划分技术最新进展?
葛孝月:ADINA软件提供多种网格划分器,具有强大的网格划分功能,具备常规的自由网格划分、映射网格划分、拖拉或扫略网格划分、混合网格划分功能。ADINA软件还具有三维全自动六面体网格划分技术,可以对复杂结构进行自动六面体网格划分,从而在节省技术人员工作时间的情况下保证了网格的精度。此外,ADINA软件还可以利用Glue Mesh网格粘结技术、子模型等其它手段来促成划分出优良的网格并降低计算规模。对于ADINA特有的流固耦合分析,具有自适应网格重划分功能,流体和结构的网格相互独立划分,界面上的网格也不需要一致。
记者:如何判断多个仿真结果中的最优方案?
葛孝月:ADINA软件能提供参数化设计语言,该参数化程序设计语言实质上由类似于FORTRAN语言的ADINA命令所组成,也具有参数、数组表达式、函数、流程控制、宏以及用户程序等。这些命令可以写进程序设计语言编写的程序,命令的参数可以赋确定值,也可以通过表达式的结果或参数的方式进行赋值。用户可以利用程序设计语言将ADINA命令组织起来,编写出参数化的用户程序,实现有限元分析的全过程,即建立参数化的CAE模型、参数化的网格划分与控制、参数化的材料定义、参数化的载荷和边界条件定义、参数化的分析控制和求解以及参数化的后处理,从而可在多个仿真结果中选择最优方案。

记者:您如何看待CAE技术未来的发展方向?
葛孝月:CAE软件既然是一种集多种科学与工程技术于一体的综合性、知识密集型产品,它们就应当随着科学技术的迅速发展,知识经济的到来,互联网技术的普及和全球信息化有一个新的大发展。不仅CAE软件的功能会进一步扩充,其性能也会进一步提高,而且伴随网络化、智能化特别是多媒体和虚拟现实技术的发展,用户界面会有全新的变化,更加的便捷与人性化。
记者:请谈谈贵公司近年的发展规划。
葛孝月:研发方向上:我们将建立机制,不断在全球范围内广泛的搜集用户的意见及建议,出现频率最高的意见,绝对是研发的主攻重点。随着ADINA每一个新版本的推出,用户的难题必将迎刃而解。
技术服务上:我们将花大力气提供完善周到的服务以提高用户的应用水平,各行业我们都会安排高水平的行业服务工程师,系统周到的提供技术培训,项目实践,同行交流等。另外还会安排专人走访了解用户使用水平并听取意见,请用户给服务工程师打分,这将与服务工程师的绩效工资挂钩,以制度保证服务质量。
市场推广上:
1、全方位与各区域的重点高校合作,为用户储备技术人才,建立用户体验与培训中心。
2、不断完善ADINA在各行业中的解决方案,积极的组织和参加各类会议、市场活动。
3、进一步深化与权威媒体、行业协会的合作。
4、积极的规划整理现有的使用手册、工程手册,让初学者能做到深入浅出,易学易懂,对于精通者能够百尺竿头,更进一步。
销售策略上:不断加强销售人员的专业素质,在理解公司产品、服务特点基础上,要深刻理解客户的需求,帮助客户成功就是我们的成功,以客户价值的体现带动产品销售。

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