CAE仿真平臺開發(fā)及其在雷達結構設計中的應用

0 引言

最近十年,隨著計算機軟硬件技術的發(fā)展,CAE技術日趨成熟,CAE在當今眾多行業(yè)和企業(yè)中得到了廣泛的應用。CAE的使用,大大縮短了原有的產品開發(fā)周期和降低了費用,并在某種程度上改變了原有的設計理念。然而,與此同時也應看到當前企業(yè)中CAE的實際使用存在一些明顯的問題,阻礙了其發(fā)展。

大體有以下幾個問題:1.設計與分析之間的脫節(jié),設計和分析之間缺乏有效溝通和協同;2.以力學分析為例,目前沒有通用的分析流程和相關標準;3.當前仿真分析人員的大部分時間都被花在了一些重復性工作上,即傳統分析效率得不到提高;4.當前CAE技術在企業(yè)中的使用仍然僅被用作產品設計后期對設計方案的校核;5.CAE分析過程中,將會產生大量的數據。目前存在由于數據量過大,分析過后分析數據丟失的問題。另外,CAE分析本身也需要數據結果的有效對比和再分析;并且CAE分析具體項目過程中所提煉的一般性經驗將是企業(yè)非常重要的知識庫,需要保留下來。

針對以上問題,文中將平臺化概念引入到CAE仿真分析中,提出通過建立仿真協作平臺,并在現有Hyperworks軟件平臺基礎上進行客戶化二次開發(fā)定制,同時開發(fā)出相應數據庫的策略搭建起企業(yè)級的CAE仿真平臺系統。

1 CAE仿真平臺開發(fā)

CAE仿真平臺包括仿真協作平臺和客戶化仿真定制兩部分以及必要的后臺數據庫支持。整個平臺的結構關系如圖1所示。

圖1 仿真平臺結構火系圖

1.1 仿真協作平臺

協作平臺采用C\S架構使用Delphi語言開發(fā),通過該平臺期望使T作流中各種身份人員實現實時方便的信息交流和數據交換。平臺通過第一份任務書為觸發(fā)線索,其上作流程如圖2所示。設計人員可以通過此平臺提交、修改任務,實時了解任務狀態(tài)查看已完成任務結果并且能以該任務為線索總攬任務所在項目所有情況;分析人員即時查看新任務并且該任務已由專人對其在項日中的位置進行了定位;分析人員完成任務需通過審核人員審核才能提交傳達給提出任務者;另外分析人員也可自行提出任務書。

圖2 任務中心工作流程

平臺以任務書為引導有效促進了設計師與分析師之間的溝通,并通過制定任務模板方便設計師提出任務有助于推廣CAE的使用;同時通過規(guī)范提交流程,保證了任務和結果文件等的數據完整性和邏輯性;通過結果審核等控制手段降低了仿真分析中人為因素影響,提高了分析結果的可靠性;分析人員可自行提出任務書這一功能有助于分析人員自行對項日相關問題從分析角度進行補充,也增加了平臺的使用自由度。

另外需要說明的是平臺對提交的任務進行了分類,按照設計不同階段分概念階段拓撲優(yōu)化、概念階段簡單分析、實施階段力學分析校核、優(yōu)化階段尺寸優(yōu)化、優(yōu)化階段局部形狀優(yōu)化幾種不同任務類型。通過這種方法可以達到引導設計師在各個階段使用仿真分析的目的,其中尤為暈要的是概念階段的分析。近幾年,CAE技術的一個非常重要的組成部分——結構優(yōu)化技術已經發(fā)展成熟并成功地被應用于產品設計,它以天生的優(yōu)勢正在改變傳統的產品設計流程。在概念階段,優(yōu)化技術可以對產品所需性能全部予以考慮,在給定設計空間下找到最佳的產品設計思路。平臺通過規(guī)范和引導設計師將仿真分析融入到設計各個階段中去,使得優(yōu)化等技術在實際工程使用中得到逐步提高和發(fā)展,工程師在設計中逐步利用起這些技術,并最終達到優(yōu)化驅動的設計。