I-DEAS中ESC的研究与应用

　　工业自动化仪表造型设计的主要目的是促进产品商品化。从国际市场竞争的情况来看,凡获得最佳盈利的,取决于产品的功能性、可靠性和它的外观效果。而产品的更新、更新的速度则是产品制造厂家获取利润最根本的办法[1]。本文以全球著名的I-DEAS软件的CAE模块来阐述CAE分析在仪表造型设计流程中的作用,对其有效地改变设计思想和方法,提高设计能力,加快产品的更新做了研究。

　　1CAE综述

　　计算机辅助工程(Computer Aided Engineering,CAE)技术是计算机技术和工程分析技术相结合形成的新兴技术。CAE软件是由计算力学、计算数学、结构动力学、数字仿真技术、工程管理学与计算机技术相结合,而形成一种综合性、知识密集型信息产品。它的核心技术是有限元理论和数字计算方法。经过几十年的发展,CAE软件分析的对象逐渐由线性系统发展到非线性系统,由单一的物理场发展到多场耦合系统,并随着计算机技术、CAD技术、CAPP技术、CAM技术、PLM技术和ERP技术的发展,CAE技术逐渐与它们相互渗透,向多种信息技术的集成方向发展[2]。

　　1. 1CAE融入设计全过程[3]

　　“CAE融入设计全过程”的观点已经得到世界上许多著名公司的广泛认可。历经数十年的发展, CAE技术的应用已经深入到设计流程的各个环节。众所周知,CAE分析利用现代计算机强大的数值计算能力所起到的“虚拟样机”作用在很大程度上替代了传统设计中资源极大的“物理样机验证设计”过程,极大地缩短了设计周期、减少了成本。但是,目前众多的设计单位将“CAD”与“CAE分析”截然分开,由不同的人或部门来完成设计与分析工作,存在工作与数据交换、结果等待和评判等过程,造成了整个设计流程的不畅通。

　　事实上,在理想的现代设计过程中, CAE应该融入产品设计的各个阶段和环节,实现设计分析一体化。现在,计算机辅助技术已经成为现代设计方法的主要手段和工具,而其中的CAE技术又成为现代设计流程的核心,因为只有CAE才具有以下功能:

　　(1)应用数学模型,借助计算机分析计算,确保产品设计的合理性。

　　(2)与优化技术配合,找出产品设计最佳方案;

　　(3)CAE所起到的虚拟样机作用能预测产品在整个生命周期内的可靠性,甚至产品与产品、产品与环境等之间的相容性。

　　CAE技术的应用能够有效地改变设计思想和方法,提高设计能力和技术创新能力。随着软件使用能力的提高和熟练,CAE分析软件将会促进我国计算机辅助工程技术的发展。

　　1. 2I-DEAS软件中的CAE模块

　　I-DEAS软件系统是世界知名的CAD/CAM/CAE一体化软件。I-DEAS中的CAD与CAE模块拥有统一主模型块,具有良好的亲和性,这为CAE融入整个设计过程尤其是前期设计过程提供了技术上的完美保障。