cae资源远程共享平台及其关键技术

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1、浙江工业大学硕士学位论文1．1课题研究背景第1章绪论CAE(ComputerAidedEngineering)，即计算机辅助工程技术，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、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。它是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。CAE系统的核心思想是结构的离散化，即将实际

2、结构离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。CAE技术从上个世纪60年代初在工程上开始应用到今天，已经历了近五十年的发展历史，其理论和算法都经历了从蓬勃发展到日趋成熟的过程，现已成为工程和产品结构分析中必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续力学各类问题的一种重要手段，而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

3、，并在航空、航天、机械、建筑、土木工程、爆破等领域获得了成功的应用。并随着计算机技术、CAD技术、CAPP技术、CAM技术和PDM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，形成一种综合性、知识密集型信息产品，它将“基于物理样机试验的传统设计方法”带入“基于虚拟样机仿真的现代设计方法”，已经被视为产品设计中最主要手段之一【堙】。它的广泛应用使得设计水平发生了质的飞跃，主要体现在如下几个方面【3’4】：浙江工业大学硕士学位论文CAE技术优势1．2课题研究意义增加设计功能，减少

4、设计成本缩短设计和分析的循环周期增加产品和工程的可靠性采用优化设计，降低材料的消耗或成本在产品制造前预先发现潜在的问题模拟试验方案，减少试验时间和经费进行机械事故分析，查找事故原因图1-1CAE技术优势虽然目前CAE技术的先进性及其重要性已经成为不争的事实，但在其应用上也同样存在着诸多的不足之处，如图1．2所示：图1-2传统CAE技术缺点除此之外，CAE类软件本身也具有一些独特的性质：(1)软件本身价格昂贵，非一般用户所能承受；(2)软件系统所依附的硬件环境要求苛刻，对平台的容量、速度和处理能力等要求

5、都很高；(3)软件系统庞大，耗费大量的资源；(4)仿真分析的计算量很大，运行时间长。(5)软件功能强大，但专用性不足。．’．浙江工业大学硕士学位论文特别对于资金、技术和人才力量较弱的中小型企业而言，受CAE软硬件配置成本过高及分析专业人才缺乏等客观因素的限制，在CAE技术的实施与应用上存在困难，尤其是在分析任务不多的企业里，矛盾更加突出。因此很难将该技术很好的运用到企业产品的设计研发当中去，从而严重制约了企业的进一步发展，也影响了CAE技术的推广。基于以上情况，本文将利用相关技术，开发出操作方便、具有

6、应用价值的CAE资源共享服务平台，使得有分析需求的用户可以在客户端通过注册、登陆服务平台，按要求填写零部件参数后提交或上传已编辑完成的分析命令流，服务器端接收到用户提交的任务后，处于伺服状态的应用程序将自动调用有限元软件进行分析计算。待分析完成后，用户可在客户端对分析结果进行查看或下载，以便于指导设计。此外，用户还可以进行工程咨询，通过与服务平台专业分析人员的沟通，签订服务相关协议后，平台可根据用户要求对用户的分析任务进行服务。通过以上技术服务，让更多的企业可以在没有CAE资源的情况下进行相关的有限元

7、分析，降低有限元分析的技术门槛，解决企业在产品开发过程中的问题，同时，加快CAE技术的普及进度。1．3国内外研究现状1．3．1国外远程应用技术研究现状无论是CAE技术还是计算机技术，最初都是从国外发展起来的。因此，国外目前在远程应用技术方面比较成熟。如在远程共享方面，美国的Li，Y，Esche，S．K．&Chassapis，C．为了使越来越多的学生能够远程共享实验室中的资源，利用Web技术建立起一个实验室资源共享服务平台，该平台通过对系统结构的设计，使得系统可以对资源的分配进行有效的管理，提高实验室资

8、源使用效率【51。又如巴伦西亚理工大学的JaimeLloret等人为增加每个学生的实际实验时间，通过对校园计算机网络的改造，建立起了远程实验室一即允许学生远程访问现实中的实验设备，通过这一举措，不仅大大提高了实验设备的价值，也使得学生在走向工作岗位时能够尽快的进入角色[81。在远程协作方面，法国的BenjaminPetit等人建立了三维远程协作及远程呈现建模系统，该远程协作系统可使两个远距离的用户，实时的对三维模型的材质渲染、通过物理模拟引擎计算模型与虚