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如何实现CAE的标准化 |
| 时间：2016-12-07 类别： 其它资讯 |
实现CAE的标准化还有很长的路要走，还得等很多的时间，不过，至少比CFD要来的快吧，CFD比CAE还要玄乎很多是不是，想想CFD居然还要算蜡烛燃烧之类的，想想就觉得好玄乎。
CAE行业标准化 CAE目前在各个行业的渗入程度不一样，有成熟的，有门都没进的，CAE对于制造业的作用自不必说，既然有用，那就得想办法让他们用，让他们用无非两个驱动力驱使：国家或者行业强制性规定，经济利益。 这两个驱动力一个是硬性规定，一个是自主性的。 基本上所有的制造业产品均有相关的国家和行业标准指导，这些标准和规范的目的是为了便于产品的统一，同时也通过标准化的设计、生产流程让产品的出厂变得更快更有质量和安全保障。这些硬性规定表面上看是对产品设计和制造的束缚，实际上对于行业人员和企业甚至是使用者都是一种保护。 CAE发展了几十年，但依然没有得到大量应用，因而基于CAE的标准和规范相对较少，更谈不上有这类强制性的标准和规范了。目前大多的产品结构均采用基于经典力学和经验的设计方式，基于这类设计方式的标准和规范相当的多，一直为这些产品结构的设计保驾护航。 而建立强制性的基于CAE的设计标准，首先需要的是非常成熟的CAE在某行业的设计经验，同时还得找到足够的原因以摒弃原来的设计标准，相当于标准的整个换代。这个，多少年内在绝大多数行业都不可能吧。 强制性的标准不可能，但规范除了有强制性的，还有非强制性的(推荐使用的)，这个很多人应该接触过。 因此，在某些特定行业建立完善的CAE分析标准，用以指导产品结构的设计，是可行的。 标准化的好处 CAE分析是借助数值计算软件解决工程问题，目前很多通用的数值软件均基于有限单元法，本身的数值计算方法就可能带来较大的误差，而且重要的是CAEers在将实际工程问题转化为软件分析问题时，不同的人可能会有不同的处理方式。比如载荷边界的处理，比如网格的处理，比如计算结果的后处理等等，因为没有标准规定，所以很容易出现不同的人得到不同的结果的现象，如果结果接近还好，结果相差大那就更麻烦。 这种不稳定性对CAE的工程应用无疑是一种较大的制约。 一旦将该类工程问题的CAE分析规范化，每一个阶段都有明文规定来约束，每一种工况、每一个计算结果都有说明，那么自然，所有的CAEer来分析时得到的结果应该是大致一致的。 与此同时，当CAE分析流程标准化后，工程问题的CAE分析就变得清晰简单，无需过多的培训，无需长时间的摸索和积累，标准在手，岂非天下我有的感觉。 标准化还能给后续的软件定制、二次开发甚至是saas系统创造良好的条件，程序开发人员避免了工程问题里面需要涉及的许多技术问题，只需要依据标准开发计算分析程序即可。 以上种种，标准化CAE分析后对CAE在制造行业的大量应用是非常有力的。这又能够促进制造业水平的整体提升。 标准化的基础 每一份标准和规范都是在很多的实际经验甚至是教训基础之上提出的，前期的大量研究和应用最终经过行业的积累和逐渐择优，留存下来的能够被大量推广展开的设计经验自然成为了行业内比较公认的规范，再通过国标委等等单位进一步的整理即可出台。 因此，要制定完善的行业CAE标准，还是需要大量的CAE应用，积累足够的成熟经验后方能将其形成一套完整的标准化流程。 这看起来似乎是矛盾的，标准化后才能更好地推广CAE的应用，而制定标准却需要大量的应用经验？ 其实不然，因为标准和规范所面对的是行业的全部成员，而前期的应用经验积累却不需要行业全部成员都参与，由一些大的企业、国家科研单位和高校等，利用自己的资源进行相关研究以及试验即可，待研究深度和广度足够后再覆盖至全部。 国家科研院所和一些大的制造企业，无论是经济效益驱使还是社会责任驱使，都应该对新技术的应用进行研究，以提高生产效率，增强产品创新性。 应用案例 在化工行业里，设计压力容器有两种设计方法，分别是常规设计(design by rules)和分析设计(design by analysis)，常规设计遵循常规设计标准，基于板壳理论等经典力学，分析设计遵循分析设计标准，在业内主要就是通过CAE软件进行分析设计，最常用的软件是ANSYS。美国的ASME标准在制定的时候配备了大量的设计案例，这些案例均采用ANSYS或者Abaqus完成。这也就是压力容器设计行业的CAE规范。 目前国内亦是如此做的，常规设计和分析设计是并列存在的两套方法，不互相干涉，采用分析设计就需要遵循其对应的CAE分析规范。而且，针对分析设计国家容标委还会设立门槛，需要设计人员考取相关的设计资格证才可以。 这种方式大大促进了CAE在压力容器设计中的应用，也规范化了整个市场，让设备的安全更能得到保障。 期待其他的行业能够早日出台此类规范。 每一个行业什么时候能出台相应的CAE分析规范不可预知。但是作为一个CAEer，非常期待这些时候的到来。 更多资讯详情：中国数字化企业网CAE专区（articles.e-works.net.cn/cae/） 资讯来源：http://articles.e-works.net.cn/cae/ |
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