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为何转而采用由分析引导的设计?

2015-2-16 15:03| 查看: 25050| 评论: 0

摘要: 如果在您的地盘里将概念转化为功能全面、内容详尽的 3D 模型,那么您就可以足够流畅地使用任意数量的 CAD 程序包处理工作。但使用 CAE 验证设计完全是另外一回事。模拟工作超出了您的能力范围,您的首选是将责任推给 ...
如果在您的地盘里将概念转化为功能全面、内容详尽的 3D 模型,那么您就可以足够流畅地使用任意数量的 CAD 程序包处理工作。但使用 CAE 验证设计完全是另外一回事。模拟工作超出了您的能力范围,您的首选是将责任推给经过培训的 CAE 专家。 尽管这种心态和方法可能在过去大行其道,但在当今这个产品越来越复杂的世界中,它可能不再适用。由于即使是所谓的简单产品也搭配了嵌入式软件和机载电子元件,机械工程师和 CAD 用户认为有必要将一些基本模拟工作纳入将分析转移到早期设计过程的更广泛的转变中。

PTC Creo 之类的软件可帮助设计人员完成由分析引导的设计。 

出于各种原因,在设计工作流程的一开始进行模拟并在整个开发生命周期中继续进行模拟很重要。最重要的一个好处是,早期模拟可帮助工程团队在潜在设计问题进入开发周期之前找到它们,此时进行更改容易得多,成本也低得多。前装模拟(与出于验证目的在末期进行的模拟相反)还可以促进探索创意的积极性,因为在您还没有到达不可回头的地步时改变方向或排除概念还不太困难。 将模拟作为主流设计过程的一部分也很简单高效。 如果您想一想,就知道设计工程师和 CAE 专家没有齐心协力工作的辉煌历史。最可能情况的是,各个团队在具有不同的文化的“孤岛”中行事,由此形成了“事不关己高高挂起”的心态,从而导致大量推诿和返工,而不是广泛的协作。 如果您的组织是一个典型,那么您的设计团队在执行任何设计修改前可能都要等待模拟专家的意见,结果,你们只能匆忙行事,在采取下一步行动之前,你们又要等待下一轮的反馈。这种恶性循环导致设计周期延迟特别严重,这是大多数制造商无法满足极度苛刻的上市时间要求的一种情景。 如果您相信以分析为主导的设计的优点,但不知所措或心存恐惧,那么这里有一个好消息 - 这是一个循序渐进的转变过程,有很多起点可供您选择。没有人(甚至是工程高管)指望能在一夜之间实现转变,也没有人期望在工作流程的早期将模拟交给设计工程师单独完成。相反,人们的想法是引入可方便主流工程师使用而不只是供专家使用的新模拟功能,并让他们进行一些基本分析。 将有限元分析 (FEA) 或核心的计算流体动力学 (CFD) 功能与熟悉的因素(当然是 CAD 环境)集成是供应商满足需求和帮助工程团队迈出新工作流程的第一步的一个方法。领先的 CAD 工具现在有各种各样的模拟功能,让工程师能够测试正在进行的设计的热学和结构属性,从而提供有关这些设计的实际表现的重要早期见解,并降低对成本高昂的物理原型的依赖性。 将 CAE 与 CAD 相结合还解决了传统的分析工具的一些难题,包括将大多数 CAD 用户拒之门外的晦涩难懂的标准用户界面。通过用直观、高度可视的用户界面搭载核心 CAE 功能,设计工程师可以全身心投入到分析任务(如创建网格或设置参数)中,而不会增加学习全新的系统的负担。 

但是,请特别注意,CAE 软件更易于使用并不意味着分析工作的复杂性有所降低。打算利用这些新工作流程有所作为的设计工程师需要充分了解核心工程原则。他们还需要增进对 FEA 和其他模拟概念的了解,以便以正确的方式利用功能,避免可能进一步阻碍设计过程和让模拟专家反感的误算。 请记住,早期分析并不能代替模拟专家的工作,它只是一项补充性的工作。考虑到这一点,设计工程师和分析专家需要齐心协力消除闭门造车的心态并采用更具协作性的工作方式。这是在整个设计过程中有效地实施模拟的唯一途径。 

Beth Stackpole 是 Desktop Engineering (www.deskeng.com) 的特约编辑,在工程和设计工具方面有近十年的理论经验。 本博客文章由 PTC 赞助。本文中的观点、思路和立场均只代表 Beth Stackpole 个人。
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