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设计 CAE:集成在 CATIA V5 的设计 CAE 一体化平台,快速优化产品性能

原标题:设计 CAE:集成在 CATIA V5 的设计 CAE 一体化平台,快速优化产品性能

产品研发的挑战

全球化的竞争要求产品的性能要更好制造要更快速、成本要更低- 但不能以牺牲产品的品质为前提。为了满足这种挑战,很多企业已经采用了计算机辅助工程(CAE)技术来减少产品物理样机以降低成本、缩短整个产品开发周期和改善产品性能。然而,传统的CAE 工具主要在开发周期的末期, 被少数的高学历人才在使用,这样大大限制了CAE在设计过程中的作用。

对CAE 来说,要想在产品开发过程中发挥积极的影响,就需要及早地在设计阶段使用,并且让设计工程师能快速和可靠地开发出不同的设计方案。这就需要一个很容易使用并且聚焦在设计工程师的需求上的CAD/CAE 的集成环境。

强大的竞争优势

为了满足这种挑战,SIMULIA 提供了在CATIA 设计环境中的真实模拟功能。设计师能够使用自己熟悉的CATIA 用户界面来对他们主要的模型在CATIA 里面直接进行分析。由于没有几何形状的传递和转换,数据完整性得到保证。从简单的零部件到复杂的装配体,CATIA Analysis 创成式功能可以快速地进行设计- 分析的循环迭代。由于CATIAAnalysis 利用了CATIAV5 的基于知识工程的构架,可以很容易地基于产品的性能特征和分析结果进行优化设计。其无法抗拒的易用性使得CATIA Analysis 特别适合设计师来考察自己设计的尺寸的准确性和快速评估产品的真实性能。

满足所有用户需求性能

设计师:利用分析来设置部件尺寸,并确保设计能在第一时间内完成

分析师:执行虚拟测试来评估设计的性能是否将满足要求

方法开发师:开发标准分析的方法,然后给设计师提供这些方法使用模板和知识工程

为什么选择 CATIA CAE ?

CATIA Analysis 允许使用CATIA 的设计师们利用分析技术的功能来进行评估和改善他们的设计。同时也给工程分析师们提供了创建复杂有限元模型的技术,并且保持了用CATIA 创建的主设计的几何关联性,因此避免了时间浪费和几何模型转换过程中的易于产生的错误。

“使用CATIA Analysis,一个设计师而不是分析专家,现在能够对汽车传动箱- 变速齿轮装配体进行分析。在过去,这样的分析只有出现严重问题需要设计修改的时候才会出现⋯。然而,今天随着不断进步的CAE工具,传动箱- 齿轮装配体的所有分析工况可以在30分钟内设定好。”—内田孝尚博士, 本田技术研究所四轮开发中心CATIA 大项目的领导者, 日本“设计CAE 的先驱之一”

特征和优越性:

• 友好的使用环境

• 快速的设计- 分析循环

• 多学科的协同

• 基于知识工程的优化

• 被业界证明了的解决方案

CATIA Analysis 给设计师和分析师们提供了一个直观的能满足不同需求的用户界面。其用户界面是CATIA里的自然延伸,因此对CATIA 用户来说就很容易用。CATIA 用户们可以在数字样机(DMU)环境中快速的预览设计特征来获得他们设计的真实的机械性能。CATIA V5 工具和环境- 对所有CATIA 的模块,包括Abaqus for CATIA 和其他合作伙伴的解决方案,都是共用的。

快速的设计- 分析循环

CATIA Analysis 作为CATIA 的一部分, 分析的定义是零部件和装配体设计定义的延伸,是直接定义在CATIA 几何上面的。因此,可以很简单和方便地来进行分析以便帮助设计部件的尺寸和比较不同设计的性能。设计变更的影响能够通过快速自动的更新来进行评估。设计师在用CATIA Analysis 时自然地将分析作为他们的设计过程的一部分,使得他们可以更好地了解自己的设计以及改善所设计产品的性能,以便在产品设计的初期提高设计的品质。

多学科协同

CATIA Analysis 支持并行功能,允许用户紧密的工作和避免返工。由于设计师和分析师使用的是同一个环境,他们可以进行协同,避免不必要数据转换、返工和维修。对设计师们日常例行的可以标准化的分析工作, CATIA Analysis 的分析环境使得方法开发者可以创建自动化分析的模板。

基于知识工程的优化

CATIA Analysis 活用了CATIA 基于知识工程的构架,通过利用和部件设计相关的知识工程的定义, 可以对设计方便地进行优化。结合分析特征的再利用和基于知识工程的规则和检查的应用, 可以确保遵循了企业内部的最佳实践。通过使用了知识工程的模板把标准分析过程自动化以后, 极大的提高了设计- 分析过程的效率。

被业界证明了的行业解决方案

CATIA Analysis 求解器的速度经常会让设计师和那些熟悉其他分析求解器的仿真专家感到吃惊。创建有限元模型、计算和展示结果的时间常常只需要几分钟。稳健的、内嵌的有限元求解器和网格生成器很好地平衡了速度和精度的矛盾。自适应网格功能自动调整了网格使得不需要浪费额外人力调整网格的时间, 获得准确结果成为可能。

CATIA V5 CAE 产品

Workbench - 创成式结构分析

• 创成式零部件结构分析(GPS):针对单一零部件进行创成式的应力和固有振动分析

• 创成式装配体结构分析(GAS):针对混合装配体的应力和固有振动分析

• 创成式动力学分析(GDY):创成式结构动力学响应分析,进行频率响应分析和瞬态响应分析

• 非线性结构分析(ANL):利用Abaqus 技术进行基础非线性结构分析

• 热分析(ATH):利用Abaqus 技术进行的热分析模块

Workbench - 高级网格划分工具

• 高级壳网格划分器(FMS):用来生成相关壳网格的高级选项

• 高级实体网格划分器(FMD):用来生成相关实体网格的高级选项

• 基于规则的网格划分器(RBM):可以大规模的生产高质量的壳网格

CATIA V5 CAE 功能:

• 零部件和混合装配体(例如实体、面和线框模型)的线性应力分析

• 瞬态和频率动态响应分析

• 接触分析

• 屈曲分析

• 热- 机耦合分析

• 模态分析

• 大装配级的装配体分析

• 多个分析模型的装配

• 热分析

• 非线性分析

• 热应力分析

SPDM 先进的仿真数据及流程管理平台

SIMULIA SPDM 是基于达索先进的3DEXPERIENCE 平台构建的面向仿真的数字化协同管理平台。SPDM 同时支持B/S 和C/S 两种架构应用,通过C/S 客户端构建多层次、多工具、复杂的仿真分析流程,利用B/S 架构的浏览器执行仿真流程,实现多人、多地理位置的协同仿真。平台功能由数据管理、流程管理、决策支持、协同架构四大部分组成,其架构和能力范围如下图所示:

数据管理

数据管理是仿真平台的首要任务。包括对产品结构模型、简化模型、有限元网格模型、材料数据、载荷边界条件、结果数据、分析报告、关键参数、关键结果、试验数据等的管理。SPDM 提供多种功能来管理以上数据,包括从数据的分类组织结构、数据版本、权限、查询对比、检入检出、关联追溯、大数据、轻量化展示、生命周期、知识库等全方位管理能力。下图展示了数据的分类组织、数据生命周期和影响图。

流程管理

流程管理是仿真平台的核心,是知识积累和重用的基础。通过标准化、规范化、模板化企业最佳实践业务流程、仿真流程,实现企业智力资产从数据层面到方法层面的提升,提高企业研发质量和效率,提升企业核心竞争力。并且设计师也可利用模板快速进行仿真分析。SPDM 流程管理功能包括:仿真流程管理、工具集成、流程模板化、多学科优化算法、流程自动化等功能。下图展示了图形化业务流程、仿真流程和数据参数映射。

决策支持

决策支持是仿真平台帮助进行仿真分析决策的有效手段。包括优化算法和数据挖掘功能。通过对大量仿真数据进行挖掘、比较、统计、分析、优化,实现科学化、智能化多方案最优设计选择。

协同架构

协同仿真是仿真平台实现单一真实数据源、跨学科、跨专业、跨部门、跨地域协同仿真的基础。包括协同仿真和分布式计算功能。

国内外客户(部分):

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发布于:四川省
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