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时间:2018-11-15
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1、岳中第:CAE技术在产品创新中的应用
2、第1...我今天讲一下我做的工作,我干了40年,有幸的是我选择了这个工作,不幸的也是我选择了这个工作,因为这个工作有源没有尽头,是很费脑筋的活。这个月中国科学院召开了一个发展战略论坛,我写了一篇文章,在e-works本次会议的论文集里也有。我们开发了很多软件,而且得了很多奖。我今天讲的主要内容是CAE在先进的数字化全生命周期的应用。航空制造工程研究所岳中第研究员我举几个例子,根据我这几年做的项目体会,一个是要必须能够创建描述产品结构的模块,尤其是参数对应着的部分非常重要,必
3、须要做参数文件,第二要选建一个通用平台,这个平台能够在上面开发,现在拿来一个软件,就可以用的,我没有碰到过,一定要与自己的产品结合起来,做个性开发或者二次开发。通过二次开发就能够建立具有自主知识产权样机程序,也就能够形成一些核心技术。我们做的是个性化的工作,通用的比如求解器,包括动力学分析等,我们工程人员把精力用在自己模型的简化上,然后建一个结构整机整体分析的前置处理,最后由计算机给你出个报告,这个报告是可靠的报告。根据我的经验,一个是模型简化原则,因为我工作对象是整机,所以要保证整机路线完整,这里特别要强调完
4、整,另外要保证整机结构的典型作用,作为整机实际工况基本要做到参数化,希望我的参数改变方面,不会因为改几个数就要全部重来。第二将整机分析和零部件分析尽可能结合起来。另外对结构的某些细节一定要做重要简化。我不大赞成把模型往实体一转,我认为这样转过来的模型都是垃圾。特别是对于我们航空方面更是如此。在这种情况下一定要做简化。另外要尽量提取它的参数,在参数化的基础之上我来建立自己的样机,包括友好的用户界面、自动化的流程,包括结果。下面举一些我做例子,第一个是部队改装的项目,他要求我们在通用车架上来改装我们自己的东西,搞成
5、一个武器系统,而且要求很高。比如背景是什么呢?我们引进了生产线,生产一批底盘,上面要加武器系统,就必须要有全部的分析强度报告,在这种情况下我们要建的CAE系统,就要对系统进行结构设计配套,就要对它的强度水平搞清楚,这样才能实现国产化。比如要满足结构的布置,系统性能要满足作战要求,另外作业工况必须要满足,所以这就不是个简单的分析,所以我们要对车架进行硬度分析和评估,在此基础上我对极限工框,比如刹车等综合情况进行分析,搞清楚这些情况后我们再搞清楚动力特性。我们怎么做这个事呢?建立一个能够表达整体或者局部的参数模型,
6、然后建立参数文件,比如我的结构布置,很可能部件要变化,在这种情况下就建立样机框架。第一个任务就是要参数化。第二点,要快速建模,比如这里有个用户界面,比如有路况,有结构参数,还有运行参数,另外驾驶室,水箱、油箱,这些都起着非常重要的作用,比如转向分析,转弯的时候,特别是最小半径转弯时就非常重要,这些都要充分考虑。对于样机我们采用分子结构建模,另外结构的连接方式,比如发动机连接等都不一样,这些细节都要局部化。比如界面我们就做了说明,爬坡、转弯等参数,这些都是在极限情况下得到的参数。比如这是我们所建立的车架模型,因为
7、这是武器系统,我只给大家看前面,这些就是局部了。根据这些我们就进行了二次开发,开发结果是我们建立了样机程序,我们对工况情况进行了计算,这是刹车情况下硬件的表现,这是爬坡时的硬件表现。我要看看我的改装是否成功,我要有个比较,比如这是高速行使的工况,这是转弯的工况,这是综合工况,可能是转弯,也可能是下坡,在这些工况下车的表现是什么样,因为用户非常关心在行使状态下的性能,而不是在高级马路上的性能。通过我们的分析证明我们的改装以后,整体比车架应用有所降低,说明我们改装很成功。这里面有个特点,通过这种办法能够高度自动化,
8、我改了几个参数后都能都下来,比如厚度改了,武器位置挪了,另外具有集成性、高效、灵活性。灵活性表现在我可以调整参数,为什么说调整参数,而不是优化参数,因为钢板可能就两三种,我只能从中选一种。第二个例子是起重机,一个吊臂,然后是转台,结果计算下来还是满意的。现在我们引进了一些图纸,来了后自己改,究竟敢不敢改,我也换了材料,我这有一定的参考意义,一系列改动对应着一系列的型号。另外一个例子是矿车,是英国的车,到了我们国家也进行的改装,改装成什么样子也不清楚。我们建立这样一个模型,这是非常复杂的模型,我们看它刹车工况,后
9、来发现他在支撑架这剩余强度极小,只要一出格就出问题。通过上面几个例子,这种参数化,对于中小企业来讲,他就生产那种产品,我们就应该给他们建立这么好的东西后,他们就以这个样机为基础积累自己的知识、改善自己的产品,特别我最近做的例子,经过证明还是可行的。我现在再举一个例子,在制造过程中CAE技术用得非常多,特别是我们的航空,先进的数字化非常好。比如复合材料,你在制造过程中就要保证强度。今年三
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