CAE仿真平臺(tái)開(kāi)發(fā)及其在雷達(dá)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

0 引言

最近十年,隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展,CAE技術(shù)日趨成熟,CAE在當(dāng)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(kāi)發(fā)周期和降低了費(fèi)用,并在某種程度上改變了原有的設(shè)計(jì)理念。然而,與此同時(shí)也應(yīng)看到當(dāng)前企業(yè)中CAE的實(shí)際使用存在一些明顯的問(wèn)題,阻礙了其發(fā)展。

大體有以下幾個(gè)問(wèn)題:1.設(shè)計(jì)與分析之間的脫節(jié),設(shè)計(jì)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(méi)有通用的分析流程和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn);3.當(dāng)前仿真分析人員的大部分時(shí)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(dāng)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(jì)后期對(duì)設(shè)計(jì)方案的校核;5.CAE分析過(guò)程中,將會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。目前存在由于數(shù)據(jù)量過(guò)大,分析過(guò)后分析數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題。另外,CAE分析本身也需要數(shù)據(jù)結(jié)果的有效對(duì)比和再分析;并且CAE分析具體項(xiàng)目過(guò)程中所提煉的一般性經(jīng)驗(yàn)將是企業(yè)非常重要的知識(shí)庫(kù),需要保留下來(lái)。

針對(duì)以上問(wèn)題,文中將平臺(tái)化概念引入到CAE仿真分析中,提出通過(guò)建立仿真協(xié)作平臺(tái),并在現(xiàn)有Hyperworks軟件平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行客戶化二次開(kāi)發(fā)定制,同時(shí)開(kāi)發(fā)出相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)的策略搭建起企業(yè)級(jí)的CAE仿真平臺(tái)系統(tǒng)。

1 CAE仿真平臺(tái)開(kāi)發(fā)

CAE仿真平臺(tái)包括仿真協(xié)作平臺(tái)和客戶化仿真定制兩部分以及必要的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)支持。整個(gè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1所示。

圖1 仿真平臺(tái)結(jié)構(gòu)火系圖

1.1 仿真協(xié)作平臺(tái)

協(xié)作平臺(tái)采用C\S架構(gòu)使用Delphi語(yǔ)言開(kāi)發(fā),通過(guò)該平臺(tái)期望使T作流中各種身份人員實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)方便的信息交流和數(shù)據(jù)交換。平臺(tái)通過(guò)第一份任務(wù)書(shū)為觸發(fā)線索,其上作流程如圖2所示。設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)此平臺(tái)提交、修改任務(wù),實(shí)時(shí)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(xiàng)目所有情況;分析人員即時(shí)查看新任務(wù)并且該任務(wù)已由專人對(duì)其在項(xiàng)日中的位置進(jìn)行了定位;分析人員完成任務(wù)需通過(guò)審核人員審核才能提交傳達(dá)給提出任務(wù)者;另外分析人員也可自行提出任務(wù)書(shū)。

圖2 任務(wù)中心工作流程

平臺(tái)以任務(wù)書(shū)為引導(dǎo)有效促進(jìn)了設(shè)計(jì)師與分析師之間的溝通,并通過(guò)制定任務(wù)模板方便設(shè)計(jì)師提出任務(wù)有助于推廣CAE的使用;同時(shí)通過(guò)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(guò)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(shū)這一功能有助于分析人員自行對(duì)項(xiàng)日相關(guān)問(wèn)題從分析角度進(jìn)行補(bǔ)充,也增加了平臺(tái)的使用自由度。

另外需要說(shuō)明的是平臺(tái)對(duì)提交的任務(wù)進(jìn)行了分類,按照設(shè)計(jì)不同階段分概念階段拓?fù)鋬?yōu)化、概念階段簡(jiǎn)單分析、實(shí)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(guò)這種方法可以達(dá)到引導(dǎo)設(shè)計(jì)師在各個(gè)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(gè)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(jì),它以天生的優(yōu)勢(shì)正在改變傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程。在概念階段,優(yōu)化技術(shù)可以對(duì)產(chǎn)品所需性能全部予以考慮,在給定設(shè)計(jì)空間下找到最佳的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路。平臺(tái)通過(guò)規(guī)范和引導(dǎo)設(shè)計(jì)師將仿真分析融入到設(shè)計(jì)各個(gè)階段中去,使得優(yōu)化等技術(shù)在實(shí)際工程使用中得到逐步提高和發(fā)展,工程師在設(shè)計(jì)中逐步利用起這些技術(shù),并最終達(dá)到優(yōu)化驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)。