CAE資源遠程共享平臺技術(shù)研究

摘要：CAE技術(shù)是當今工程產(chǎn)品設(shè)計中極為重要的分析技術(shù)手段，其對工程產(chǎn)品特別是制造業(yè)設(shè)計的影響愈發(fā)突顯與重要。但目前我國中小制造企業(yè)要實施開展CAE技術(shù)還存在成本與技術(shù)上的困難，基于此，本文探討了CAE資源遠程共享平臺與具體的技術(shù)應(yīng)用，希望通過在網(wǎng)絡(luò)平臺的CAE技術(shù)服務(wù)為企業(yè)產(chǎn)品分析與研發(fā)提供幫助。

關(guān)鍵詞：CAE 資源遠程共享 參數(shù)化有限元

中圖分類號：TP391.7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0000-00

CAE（Computer Aided Engineering）指的是以計算機輔助分析與求解工程產(chǎn)品中一系列結(jié)構(gòu)性能問題的技術(shù)方法，主要分析研究的是力學(xué)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)剛度、熱傳導(dǎo)、屈曲穩(wěn)定性等性能結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能及提升相應(yīng)性能設(shè)計的問題。它融合了計算機技術(shù)與工程分析技術(shù)的優(yōu)勢，是一種類似數(shù)值分析的技術(shù)。目前CAE技術(shù)與CAD、CAM等各類計算機技術(shù)正逐漸結(jié)合共通，向著綜合多功能的現(xiàn)代產(chǎn)品信息分析與設(shè)計技術(shù)的方向改進與發(fā)展中。

1 CAE資源遠程共享平臺簡介

CAE資源遠程共享平臺是基于計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，以ANSYS的二次研發(fā)技術(shù)、ASP與Visual Basic6.0技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建成一個龐大的CAE資源共享服務(wù)平臺，通過網(wǎng)絡(luò)媒介進行在線的CAE分析研究服務(wù)。該平臺能有效減少制造企業(yè)特別是中小企業(yè)的CAE設(shè)備購置、人員培訓(xùn)與技術(shù)成本，讓廣大企業(yè)也應(yīng)用上先進的CAE技術(shù)，幫助分析工程產(chǎn)品的參數(shù)問題及提升設(shè)計研發(fā)的效率與質(zhì)量。

其中ANSYS是CAE技術(shù)的主要分析軟件，其集各類工程分析方法為自身所用，對CAE技術(shù)分析研究數(shù)據(jù)模型中最重要的工具手段。ANSYS是典型的有限元分析法，有限元分析包含模型產(chǎn)品定義分析、對數(shù)據(jù)信息求解得出結(jié)論等步驟，但有時相似的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)會帶來重復(fù)的模型分析與求解工作，因此對于ANSYS的分析特性還有針對性的二次研發(fā)工具，其中APDL就是解決上述問題的工具之一。

ASP技術(shù)是Microsoft Active Server Page的簡稱，代指動態(tài)的服務(wù)器頁面程序，其是一類將數(shù)據(jù)庫信息與程序動態(tài)交互的編程工具，達到CAE所有分析研究過程都在服務(wù)器上高效快捷運行的目的，提升網(wǎng)絡(luò)資源共享速度。Visual Basic6.0則是共享平臺的后臺運行軟件，其應(yīng)用程序開發(fā)語言的特性將代碼與數(shù)據(jù)集合到共享平臺上，幫助分析人員方便快捷地查找處理分析模型與數(shù)據(jù)。

2 CAE資源遠程共享技術(shù)研究

ANSYS軟件雖作為CAE的重要分析手段，在工程分析與產(chǎn)品設(shè)計中具有高效完備的功用。但其具體的操作方法過于復(fù)雜，對于分析人員要求過高，且實踐中工程分析人員往往只需要對某一專業(yè)工程內(nèi)容進行分析，不必掌握軟件整體的操作原理與方法。因而進行針對性有限的分析操作，能減少工作流程，降低對分析人員的技術(shù)要求，提振研究工作的效率過程。參數(shù)化有限分析技術(shù)就是基于此專門應(yīng)用于ANSYS軟件的共享技術(shù)。

2.1 參數(shù)化有限元分析技術(shù)原理

ANSYS軟件包含四個研發(fā)工具，其中APDL（ANSYS Parametric Design Language）又稱參數(shù)化設(shè)計語言，是專為二次開發(fā)用途的文本語言工具，通過APDL分支宏的設(shè)計特性，用以解釋ANSYS的文本命令信息，可以開發(fā)出相應(yīng)具有參數(shù)化的各類程序設(shè)計與數(shù)據(jù)模型，使之達到分析有限元的目的。參數(shù)化的分析技術(shù)能有效提高對單個或部分參數(shù)信息的分析研究速度，快速建立編寫出對應(yīng)的程序內(nèi)容，從而設(shè)計出需要的產(chǎn)品方案，優(yōu)化分析設(shè)計工作的進程與效果。

2.2 參數(shù)化有限元分析技術(shù)的應(yīng)用

在具體的產(chǎn)品分析設(shè)計工作中，參數(shù)化有限元分析主要針對的是在結(jié)構(gòu)性能上大體相似的工業(yè)產(chǎn)品，由于其相似性會給分析研究工作帶來重復(fù)與拖慢影響，應(yīng)用時往往要重復(fù)對相似的結(jié)構(gòu)與參數(shù)進行反復(fù)分析與測算，多余而繁瑣的測試量只會拖延整個工程產(chǎn)品系列的進展。因此參數(shù)分析技術(shù)主要對應(yīng)此類情形進行具體參數(shù)的有限研究，以幫助提升工作效率，解決重復(fù)性分析帶來的問題，其主要分析過程如下。 （1）依據(jù)參數(shù)分析理念，對需具體研究的模型產(chǎn)品其結(jié)構(gòu)用參數(shù)加以敘述并建立模型產(chǎn)品的參數(shù)結(jié)構(gòu)圖，并且為保證分析的方便與清晰對模型產(chǎn)品參數(shù)圖予以一定程度的優(yōu)化，保證其簡便性。（2）通過ANSYS軟件編寫對參數(shù)具體的有限元分析步驟與流程，在分析中以APDL將產(chǎn)品模型結(jié)構(gòu)圖內(nèi)的參數(shù)轉(zhuǎn)化為分析流程可用的文本語言，讓有限元分析變得實際可行。（3）依據(jù)模型產(chǎn)品的工程設(shè)計需求，通過建立好的有限元分析步驟對具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)予以分析研究，求解出需要的具體數(shù)據(jù)與結(jié)果。

以上步驟可用于具有相似性結(jié)構(gòu)功能的工業(yè)產(chǎn)品系列，只要掌握其中一類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)參數(shù)與有限元分析步驟，就能類推應(yīng)用于所有類似產(chǎn)品的分析流程里，便于簡化工作，提升分析設(shè)計效率。

3 結(jié)語

CAE在目前工程產(chǎn)品的分析與設(shè)計工作上起著無可比擬的關(guān)鍵功用，對其有效應(yīng)用能大為提升研發(fā)效率，優(yōu)化工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計與質(zhì)量。但目前CAE在我國制造企業(yè)特別是中小企業(yè)中實踐與推廣尚不全面，對其技術(shù)上的助推作用還不能展現(xiàn)出來。通過本文對CAE資源共享平臺的構(gòu)成運行與相應(yīng)共享技術(shù)進行的分析，希望通過共享平臺的交互讓CAE技術(shù)更好地服務(wù)幫助企業(yè)經(jīng)營與發(fā)展。

參考文獻

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收稿日期：2016-04-18

作者簡介：馮晉光（1962—），男，陜西臨汾人，本科，高級工程師，研究方向：計算機

應(yīng)用技術(shù)。