CAE仿真分析有那些技术规范?
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CAE仿真分析有那些技术规范?

发布时间:2023/2/22 来源:杰索 1254

  随着CAE仿真技术在企业中的广泛实施和应用,它在帮助企业缩短产品设计周期、降低产品设计成本方面发挥了重要作用。它已成为产品研发各个部门和学科的主要性能验证和改进手段,从总体设计到详细设计,以及从空气动力学、传热、强度到控制。

  为了更好地发挥CAE仿真分析在企业研发过程中的作用,有必要建立仿真分析规范来指导产品设计的各个阶段。近年来,该标准的制定在国外非常流行;国内所有汽车供应商均已实施了仿真规范,并取得了良好的应用效果,为企业的研发带来了巨大的效益。

  仿真分析规范到底是什么,企业为什么要建立仿真规范,以及如何建立仿真分析规范?

  仿真分析规范的概念

  模拟分析规范是基于企业产品特点,总结以往模拟分析经验,参考测试数据,参考其他行业相关标准,以理论为指导的一套标准化操作规程。CAE仿真规范主要包括两部分,即基本通用CAE仿真规范和主要CAE仿真业务所涉及的分析规范:

  •基本通用CAE仿真规范:是指企业进行CAE仿真的通用工作规范,指导如何进行CAE仿真分析和管理,可以根据客户的具体业务进行分类和排序;

  •具体业务分析规范:是指企业为其开发的特定产品类型进行某种类型模拟分析的业务规范,例如某种类型齿轮箱的强度分析规范,包括模型导入、几何清理和简化、网格生成、材料属性分配、,边界载荷设置、分析提交、结果处理、评估和报告编制等,同时形成一套操作说明,分析工程师根据操作说明对齿轮箱进行强度分析,以确保工作效率和准确性。因此,有必要根据企业自身的产品分类进行分类和规划。

  一般以企业开发的主要产品为研究对象,建立相应的仿真分析规范,规范企业的仿真分析。

  企业为什么要建立仿真分析规范?

  随着企业CAE仿真分析工作的发展,大量工程师参与了CAE仿真分析工作。不同的分析工程师由于其自身的专业知识、软件掌握能力以及在分析过程中对产品本身的理解,往往在模型简化、网格划分和边界条件处理方面有所不同。这导致不同分析师对同一问题的分析结果存在一定差异,这导致产品设计者对分析结果的怀疑;在这种情况下,应反复检查分析结果,浪费大量人力和物力。

  CAE仿真分析的许多重复任务都很耗时,例如建模、网格划分、加载和报告,但每次都必须完成。这些非增值的重复性任务使得原本为数不多的高级分析师和专家等宝贵资源陷入基础分析工作的泥潭,无暇做更高级的分析和技术创新,这是企业竞争力提升的巨大障碍。同时,仿真分析工作需要经历CAD/CAE建模、不同性能仿真分析与解决、结果评估和报告编写的过程。这一过程使用不同的工具和软件,导致分析师频繁地进行数据转换、传输和更改,容易导致人为错误和浪费时间。

  基于以上原因,重视新产品研发的企业迫切需要建立自己的CAE仿真规范,以解决目前CAE仿真中的各种问题。通过建立CAE仿真规范,一方面可以用来指导和规范有限元分析工作;另一方面,它可以形成自己的知识积累,方便其他分析师快速进入标准化的工作流程,使企业的CAE仿真工作高效、快速、准确,为产品研发提供有力保障。

  如何建立仿真分析规范?

  CAE规范的制定与CAD和测试密切相关。建立CAE规范的一般步骤如下:

  •定义产品的性能要求。产品有不同类型的性能要求。首先,确定哪些绩效指标需要通过模拟分析进行验证;

  •确定性能指标的评估标准,这些标准需要在大量测试、计算和分析、质量事故统计以及参考类似产品的相关标准的基础上形成;

  •制定有限元建模标准,重点是网格质量标准、边界条件和荷载标准、材料数据、连接模拟标准(螺栓、点焊、缝焊等),这些标准需要在大量测试结果和计算结果相互校对的基础上形成;

  •确定计算结果的处理方法。在与测试结果和评估指标进行比较之前,最终计算结果可能需要在现有计算输出中进行进一步的数据处理。

  对于CAE仿真分析规范建设项目,主要技术实施路线为:

  1) 制定标准化的CAE准备方法;

  2) 制定通用CAE规范;

  3) 规范CAE特定的业务分析流程;

  4) 编制标准化的CAE作业指导书;

  5) 定制应用程序CAE软件二次开发模板。

  CAE仿真规范的制定是一个不断改进的过程。首先,我们应该从最基本、最可靠的性能开始。一般来说,这些性能有相对丰富的试验和测试数据、计算和分析数据以及质量事故统计数据。产品设计也日趋成熟。因此,对绩效指标的把握更为可靠。在此基础上,制定CAE规范并用规范指导分析更为可靠。

  通过建立和应用CAE仿真分析规范,企业可以规范和规范其CAE仿真分析工作,有效缩短CAE分析时间,提高CAE分析质量,通过建立积累和更新机制,实现工程分析经验和知识的不断积累,总体上提高研发产品的设计/分析能力,促进企业分析知识的共享和创新。


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