基于HyperWorks的CAE流程自动化系统设计开发.docx

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1、基于HyperWorks的CAE流程自动化系统设计开发为满足产品零件结构合理、实用等市场要求，在产品设计阶段利用计算机进行CAE分析是十分必要的。目前国外一款高效实用的CAE软件HyperWorks在产品开发、设计、分析中得到日益广泛应用。但在使用HyperWorks软件进行分析时，操作比较复杂，且不利于企业已有使用经验的传承。因此，在保证CAE分析的正确性和精确性条件下，如何使软件使用便捷、高效成为企业所关注的重要问题。目前国内许多应用HyperWorks的企业只停留在使用阶段，对HyperWorksCAE流程自动化系统的开发仍是空白。本文以Hyper

2、Works的ProcessStudio模块为开发环境，综合运用Tcl/Tk语言和HyperWorks内置函数，开发出适用性很强的CAE流程自动化系统。详细阐述自动化系统的开发流程及其关键技术，辅以实例分析论证其实用性和可行性，对国内企业开发工作具有很强指导意义。1CAE流程自动化系统1.1系统结构HyperWorksCAE流程自动化系统结构如图1所示。HyperWorks提供一个标准化流程执行工具软件：ProcessManager。它将工程师的专业知识转化成企业CAE流程并进行固化，最终实现分析流程标准化和自动化，提高企业CAE分析的质量和效率。利用它建

3、立CAE分析流程标准模板，并以此模板为向导，实现CAE分析过程自动化。ProcessManager提供与其他应用程序的接口APIs，利用APIs控制HyperWorks内的所有应用软件，如调用用于后处理的HyperView。此外，还可以利用相应的APIs启动第三方软件包和服务以及建立与它们之间的联系和通信。ProcessStudio是HyperWorks编制模板模块，利用它可将标准的CAE分析过程制成模板。每一个CAE分析过程中的操作任务都是应用Tcl/Tk或ProcessStudio内置UI模块开发而成。如何开发是本文研究重点。1.2系统开发流程CAE

4、流程自动化系统开发流程如图2所示。2流程开发关键技术2.1HyperWorks内置命令HyperWorks为用户提供丰富的功能函数。主要有两种：其一是“*”命令函数，如*shrink(2)；其二则是“hm”命令函数，它们是Tcl/TkCommands。如：hm_entitylistentityTypelistType。在HyperWorks4.0及以后更高版本中就已嵌入了Tcl/Tk，使开发定制流程成为可能。命令函数用来实现与HyperMesh的DataBase通信，例如，从HyperMeshDataBase可获取如下信息：IDsonamark、list

5、ofassemblies、components、nodevalues等。2.2Tcl/Tk程序设计技术Tcl即Toolcommandlanguage的首字母，读作Tickle。与C++和Java语言类似，是一种脚本语言。与C++和Java相比，Tcl能方便地向应用程序添加其解释器。Tk是Tcl的图形界面工具包，用于定义Tcl命令、创建和操纵用户界面部件。Tk是Tcl最有用的扩展，其所有的功能都可以通过Tcl获得，这给了Tk很大的弹性，动态可控性，并使得它比其他工具包功能更强大。Tcl/Tk易学、易用、易嵌入，在流程自动化系统开发过程中，用来组织界面背后代

6、码，实现代码间逻辑关系，实现CAE流程自动化目的。给开发工作带来极大方便。利用Tk创建CAE流程自动化系统与用户交互的GUIs。如图3所示，是一个人机交互的Panel，为用户提供参数输入界面。2.3HyperWorks内置GUI命令函数HyperWorks内置创建GUI的命令函数如：hwt∶∶createWindowwin_name?options?。此命令的功能是创建一个窗口。使用这类命令可以方便快速地开发出适用的人机交互界面。2.4数据库的连接CAE流程自动化系统应有相应数据库作为支撑。通常需建立材料数据库和载荷数据库。材料库以材料名称、弹性模量、密

7、度等字段建立。为方便操作与维护，可选用Mssql2000或Oracle作为数据库环境。本系统以Mssql2000为环境。数据库名称为mydb，用户名为user。3CAE流程自动化系统开发的实施明确产品零件类别，保证开发出的CAE流程自动化系统最大范围地适用企业各类产品CAE分析，保证CAE流程自动化系统具有最大柔性，是系统开发首要要求。3.1综合分析产品或零件对产品或零件进行分析有两个要求：首先，为保证对某类产品或零件进行CAE分析（模态分析、谐响应分析等）操作正确性，必须由专业CAE人员进行实际操作。其次，在分析时要认真选择好分析对象。选择分析对象应该

8、遵循原则：被分析对象应具备充分代表性，尽可能多地代表一类产品或零件，即在对这一产