CAE資源遠程共享平臺技術研究

摘要：CAE技術是當今工程產品設計中極為重要的分析技術手段，其對工程產品特別是制造業設計的影響愈發突顯與重要。但目前我國中小制造企業要實施開展CAE技術還存在成本與技術上的困難，基于此，本文探討了CAE資源遠程共享平臺與具體的技術應用，希望通過在網絡平臺的CAE技術服務為企業產品分析與研發提供幫助。

關鍵詞：CAE 資源遠程共享 參數化有限元

中圖分類號：TP391.7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0000-00

CAE（Computer Aided Engineering）指的是以計算機輔助分析與求解工程產品中一系列結構性能問題的技術方法，主要分析研究的是力學產品結構剛度、熱傳導、屈曲穩定性等性能結構的結構性能及提升相應性能設計的問題。它融合了計算機技術與工程分析技術的優勢，是一種類似數值分析的技術。目前CAE技術與CAD、CAM等各類計算機技術正逐漸結合共通，向著綜合多功能的現代產品信息分析與設計技術的方向改進與發展中。

1 CAE資源遠程共享平臺簡介

CAE資源遠程共享平臺是基于計算機網絡技術的進步，以ANSYS的二次研發技術、ASP與Visual Basic6.0技術為基礎，構建成一個龐大的CAE資源共享服務平臺，通過網絡媒介進行在線的CAE分析研究服務。該平臺能有效減少制造企業特別是中小企業的CAE設備購置、人員培訓與技術成本，讓廣大企業也應用上先進的CAE技術，幫助分析工程產品的參數問題及提升設計研發的效率與質量。

其中ANSYS是CAE技術的主要分析軟件，其集各類工程分析方法為自身所用，對CAE技術分析研究數據模型中最重要的工具手段。ANSYS是典型的有限元分析法，有限元分析包含模型產品定義分析、對數據信息求解得出結論等步驟，但有時相似的產品結構會帶來重復的模型分析與求解工作，因此對于ANSYS的分析特性還有針對性的二次研發工具，其中APDL就是解決上述問題的工具之一。

ASP技術是Microsoft Active Server Page的簡稱，代指動態的服務器頁面程序，其是一類將數據庫信息與程序動態交互的編程工具，達到CAE所有分析研究過程都在服務器上高效快捷運行的目的，提升網絡資源共享速度。Visual Basic6.0則是共享平臺的后臺運行軟件，其應用程序開發語言的特性將代碼與數據集合到共享平臺上，幫助分析人員方便快捷地查找處理分析模型與數據。

2 CAE資源遠程共享技術研究

ANSYS軟件雖作為CAE的重要分析手段，在工程分析與產品設計中具有高效完備的功用。但其具體的操作方法過于復雜，對于分析人員要求過高，且實踐中工程分析人員往往只需要對某一專業工程內容進行分析，不必掌握軟件整體的操作原理與方法。因而進行針對性有限的分析操作，能減少工作流程，降低對分析人員的技術要求，提振研究工作的效率過程。參數化有限分析技術就是基于此專門應用于ANSYS軟件的共享技術。

2.1 參數化有限元分析技術原理

ANSYS軟件包含四個研發工具，其中APDL（ANSYS Parametric Design Language）又稱參數化設計語言，是專為二次開發用途的文本語言工具，通過APDL分支宏的設計特性，用以解釋ANSYS的文本命令信息，可以開發出相應具有參數化的各類程序設計與數據模型，使之達到分析有限元的目的。參數化的分析技術能有效提高對單個或部分參數信息的分析研究速度，快速建立編寫出對應的程序內容，從而設計出需要的產品方案，優化分析設計工作的進程與效果。

2.2 參數化有限元分析技術的應用

在具體的產品分析設計工作中，參數化有限元分析主要針對的是在結構性能上大體相似的工業產品，由于其相似性會給分析研究工作帶來重復與拖慢影響，應用時往往要重復對相似的結構與參數進行反復分析與測算，多余而繁瑣的測試量只會拖延整個工程產品系列的進展。因此參數分析技術主要對應此類情形進行具體參數的有限研究，以幫助提升工作效率，解決重復性分析帶來的問題，其主要分析過程如下。 （1）依據參數分析理念，對需具體研究的模型產品其結構用參數加以敘述并建立模型產品的參數結構圖，并且為保證分析的方便與清晰對模型產品參數圖予以一定程度的優化，保證其簡便性。（2）通過ANSYS軟件編寫對參數具體的有限元分析步驟與流程，在分析中以APDL將產品模型結構圖內的參數轉化為分析流程可用的文本語言，讓有限元分析變得實際可行。（3）依據模型產品的工程設計需求，通過建立好的有限元分析步驟對具體的結構參數予以分析研究，求解出需要的具體數據與結果。

以上步驟可用于具有相似性結構功能的工業產品系列，只要掌握其中一類產品的結構參數與有限元分析步驟，就能類推應用于所有類似產品的分析流程里，便于簡化工作，提升分析設計效率。

3 結語

CAE在目前工程產品的分析與設計工作上起著無可比擬的關鍵功用，對其有效應用能大為提升研發效率，優化工業產品設計與質量。但目前CAE在我國制造企業特別是中小企業中實踐與推廣尚不全面，對其技術上的助推作用還不能展現出來。通過本文對CAE資源共享平臺的構成運行與相應共享技術進行的分析，希望通過共享平臺的交互讓CAE技術更好地服務幫助企業經營與發展。

參考文獻

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[2]李杰，李少波，丁小寶.CAD/CAE公共技術服務平臺研究與設計[J].中國制造業信息化，2009，21：1-5.

收稿日期：2016-04-18

作者簡介：馮晉光（1962—），男，陜西臨汾人，本科，高級工程師，研究方向：計算機

應用技術。