CAD/CAE的區別與系統發(fā)展

　　現在幾乎所有的CAD廠(chǎng)家都認識到CAE的重要性，都先后在CAD環(huán)境中加入了CAE，雖然功能有弱有強，但是都充分體現了設計分析一體化是CAD/CAE系統的發(fā)展方向。下面將具體論述設計分析一體化的CAD/CAE系統的將成為發(fā)展的必然。

　　3.以設計為導向

　　在制造型企業(yè)中CAE的目的優(yōu)化和改進(jìn)產(chǎn)品設計，因此分析應該無(wú)縫融入到設計過(guò)程中。因此，單一無(wú)縫的CAD/CAE界面是使用的基礎。另外，仿真分析如何無(wú)縫的融入設計過(guò)程，減少設計人員使用CAE系統的難度也是目前發(fā)展的方向。仿真向導等技術(shù)精彩的體現了“以設計為導向”的先進(jìn)思路。

　　下面以SolidWorks的Simulation產(chǎn)品簡(jiǎn)單介紹，從SolidWorks2009開(kāi)始，其著(zhù)名的FEA軟件COSMOSWorks改名為SolidWorks Simulation。其為了體現設計仿真一體化的解決方案，在無(wú)縫集成界面做了創(chuàng )造性的改變，將仿真界面，仿真流程無(wú)縫融入到SolidWorks的設計過(guò)程中。

　　SolidWorks Simulation的仿真向導，包含以下顧問(wèn)向導：算例顧問(wèn)(圖2)、性能顧問(wèn)(圖 3)、約束和載荷顧問(wèn)、連接顧問(wèn)、結果顧問(wèn)

　　圖2算例顧問(wèn) 圖3性能顧問(wèn)

　　4.分析功能高級化;

　　實(shí)際產(chǎn)品的運用環(huán)境非常復雜，因此僅進(jìn)行零件級別的分析是遠遠不夠的，因此必須進(jìn)行系統及部件級的分析。但是系統及部件級的分析存在著(zhù)相當的難度，下面分別論述。

　　a)系統及部件級分析

　　以FEA為例，為了實(shí)現有價(jià)值的分析，設計的幾何部件會(huì )需要不同的單元類(lèi)型，實(shí)體、殼、梁、桿進(jìn)行離散。而且需要充分考慮裝配體間的連接關(guān)系和接觸關(guān)系。

　　其中連接關(guān)系的處理尤其重要，涉及到螺栓連接、銷(xiāo)釘連接、彈簧、點(diǎn)焊、軸承等非常復雜的連接關(guān)系(圖4)。

　　圖4 面向設計者及分析專(zhuān)家的裝配體連接關(guān)系

　　b)多領(lǐng)域的全面分析

　　任何一個(gè)產(chǎn)品決計不能僅考慮靜強度，必須考慮多領(lǐng)域的問(wèn)題，比如靜強度、動(dòng)強度、模態(tài)、疲勞、參數優(yōu)化等。圖5展示了在統一界面下產(chǎn)品的多領(lǐng)域分析。

　　圖5統一界面下產(chǎn)品的多領(lǐng)域分析 圖6 面向設計者的多場(chǎng)耦合分析

　　c)面向設計者的多場(chǎng)耦合

　　熱-結構、流體-結構、多體動(dòng)力學(xué)-結構等多場(chǎng)分析是目前分析中的一個(gè)重要發(fā)展方向，他可以解決非常復雜的工程問(wèn)題(圖6)。

　　d)特殊行業(yè)及領(lǐng)域的需求

　　面對很多行業(yè)有很多特殊需求，因此需要特殊的CAE模塊。例如面對壓力容器，需要符合ASME標準的壓力容器校核工具(圖7);面對電子和消費品領(lǐng)域，需要解決跌落分析的能力(圖8)。

　　圖7壓力容器應力線(xiàn)性化 圖8 望遠鏡跌落分析

　　e)高級分析需求

　　面對日益復雜的使用環(huán)境，必須考慮復合材料、材料非線(xiàn)性、高級機械振動(dòng)、非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)等高級分析的需求。