CAE仿真平臺開發(fā)及其在雷達結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

0 引言

最近十年,隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展,CAE技術(shù)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(yīng)用。CAE的使用,大大縮短了原有的產(chǎn)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(shè)計理念。然而,與此同時也應(yīng)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(shè)計與分析之間的脫節(jié),設(shè)計和分析之間缺乏有效溝通和協(xié)同;2.以力學(xué)分析為例,目前沒有通用的分析流程和相關(guān)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(fù)性工作上,即傳統(tǒng)分析效率得不到提高;4.當前CAE技術(shù)在企業(yè)中的使用仍然僅被用作產(chǎn)品設(shè)計后期對設(shè)計方案的校核;5.CAE分析過程中,將會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。目前存在由于數(shù)據(jù)量過大,分析過后分析數(shù)據(jù)丟失的問題。另外,CAE分析本身也需要數(shù)據(jù)結(jié)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(jīng)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(xié)作平臺,并在現(xiàn)有Hyperworks軟件平臺基礎(chǔ)上進行客戶化二次開發(fā)定制,同時開發(fā)出相應(yīng)數(shù)據(jù)庫的策略搭建起企業(yè)級的CAE仿真平臺系統(tǒng)。

1 CAE仿真平臺開發(fā)

CAE仿真平臺包括仿真協(xié)作平臺和客戶化仿真定制兩部分以及必要的后臺數(shù)據(jù)庫支持。整個平臺的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1所示。

圖1 仿真平臺結(jié)構(gòu)火系圖

1.1 仿真協(xié)作平臺

協(xié)作平臺采用C\S架構(gòu)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(xiàn)實時方便的信息交流和數(shù)據(jù)交換。平臺通過第一份任務(wù)書為觸發(fā)線索,其上作流程如圖2所示。設(shè)計人員可以通過此平臺提交、修改任務(wù),實時了解任務(wù)狀態(tài)查看已完成任務(wù)結(jié)果并且能以該任務(wù)為線索總攬任務(wù)所在項目所有情況;分析人員即時查看新任務(wù)并且該任務(wù)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(wù)需通過審核人員審核才能提交傳達給提出任務(wù)者;另外分析人員也可自行提出任務(wù)書。

圖2 任務(wù)中心工作流程

平臺以任務(wù)書為引導(dǎo)有效促進了設(shè)計師與分析師之間的溝通,并通過制定任務(wù)模板方便設(shè)計師提出任務(wù)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(wù)和結(jié)果文件等的數(shù)據(jù)完整性和邏輯性;通過結(jié)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(jié)果的可靠性;分析人員可自行提出任務(wù)書這一功能有助于分析人員自行對項日相關(guān)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(wù)進行了分類,按照設(shè)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(xué)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(wù)類型。通過這種方法可以達到引導(dǎo)設(shè)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(shù)的一個非常重要的組成部分——結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟并成功地被應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計,它以天生的優(yōu)勢正在改變傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計流程。在概念階段,優(yōu)化技術(shù)可以對產(chǎn)品所需性能全部予以考慮,在給定設(shè)計空間下找到最佳的產(chǎn)品設(shè)計思路。平臺通過規(guī)范和引導(dǎo)設(shè)計師將仿真分析融入到設(shè)計各個階段中去,使得優(yōu)化等技術(shù)在實際工程使用中得到逐步提高和發(fā)展,工程師在設(shè)計中逐步利用起這些技術(shù),并最終達到優(yōu)化驅(qū)動的設(shè)計。