探索CAE与设计魅力品质，深度解读CAE的原始理念

CAE和设计魅力品质，ＣＡＥ的本来思想
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http://www.caxhome.com/thread-124425-1-1.html
在传统的三维设计过程中，分析的主要角色是设计的后验校核和事故分析。而且，还存
在着CAE 分析工具往往面临多个系统并存的局面。多个系统并存是目前企业CAE 应用的壁
垒，这种情况下，不但使用起来很不方便，培训成本也随之增加(见图1)。同时，还要将几
何界面中的CAD 数据导入到有限元界面中，在转换过程中就容易造成数据丢失。有限元界面对使用者，要求其有限元的专业知识(要理解各个求解器的单元库)，真正设计现场第一线的人员用不起来。同时，设计的产品是装配体，而不是单个的零件，装配的结合条件是定义
在有限元数据上的，而不是定义在设计数据上，如CAD 数据上的，装配的定义也需要专家。 此外，没有知识工程来保存作业流程，每当有设计变更的时候，因为是在CAD 系统之外做
的，使得参数化的数据失去其参数意义，回不去了，只得重新建模。这些都是传统设计中
所面临的问题，这也导致了开发品质和效率的低下。 发展与CAD 的关系(见图2)。从CAD 历史发展来看，90 年代以前大部分都是非参数化的，
;年代开始以参数化为主，到2000 之后，发展到知识工程化。与之相对应的，CAE 的发展
轨迹，从有限元FEM 到计算力学，再到CAE。在90 年代以前，设计是以形体为主，此时
的主流CAE 是独立于CAD 系统；发展到90 年代，参数化CAE 成为主流，设计数据参数
，易于进行形状优化，此时的主流CAE 开始讲究与CAD 系统界面的融合；本世纪初开 始，以CATIA V5 为代表的CAD 强调设计的智能化，不仅所有的数据都是参数化的，而且
而分析人员的CAE 即有限元分析，是品质的保障。它包括对强度以外的设计目标的CAE
详细分析；多物理现象的耦合分析；用于强度保障的多目的非线性分析等。
“因此，二者的分工是不同的，而目前国内企业CAE 应用的最大的问题是只有分析人
, 员的有限元，而没有设计人员的CAE。”何博士强调，这恰恰背离了CAE 最初提出时的理
# 念。“还有一点非常重要，就是能否从CAE 回到CAD，而这一点将决定产品的魅力品质，
但目前却被忽略了。”如果CAE 系统是独立于CAD 的，那么如果产生了设计变更之后，就回不到CAE 系统中了，给设计带来很大的不便。如果两个系统是集成的，那么变更后
就可以直接加载到CAE 系统中，变成用于分析的数据，而CAE 分析后的计算数据又可以回到CAD 中，进一步优化设计。因此，从CAE 回到CAD 也是非常重要的。