技術領域

本發明涉及一種CAD、CAE系統的應用。特別是涉及一種基于數據流通信平臺的CAD/CAE系統及集成方法。

背景技術

計算機輔助設計，即CAD(Computer?Aided?Design)和計算機輔助工程，即CAE(Computer?Aided?Engineering)技術隨著在產品設計中的廣泛應用得到了不斷地發展和完善，市場上也涌現了大量的系統軟件，如商用CAD軟件SolidWorks、Pro/E、UG，商用CAE軟件SAMCEF、ANSYS、Nastran等。在CAD軟件中可以快速實現產品的三維實體參數化建模設計，在CAE軟件中可以快速完成產品性能的仿真分析和性能預估，以提高產品設計的可靠性。

但CAD、CAE系統的應用卻也有一些不盡人意的地方。在大多數情況下，產品設計遵循設計—分析—再設計—再分析的循環流程，即在CAD系統中完成產品三維結構設計，再將產品模型導入到CAE系統中分析，如果分析結果符合要求，則完成設計，否則需對產品模型進行重新設計和分析。在CAD模型導入CAE系統后需要大量繁瑣耗時的前處理，如三維模型的簡化與修補，降維處理，材料、載荷、邊界約束屬性的定義，網格劃分等，如果分析結果不符合要求，這一過程還將重復。目前CAD與CAE之間的通信只是基于幾何模型層面的，而大量的信息處理仍然離不開大量繁瑣的人工處理過程。如果能在CAD與CAE系統之間實現信息的自動傳輸，則可以大大降低設計者的工作強度，使其將更多的時間和精力用于產品創新設計。CAD/CAE集成的目的是提供一種能夠實現CAD系統與CAE系統之間信息數據自動傳輸的平臺和接口，從而避免不必要的重復勞動。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠有效解決CAD系統與CAE系統之間通信困難問題的基于數據流通信平臺的CAD/CAE系統集成方法。

本發明所采用的技術方案是：一種基于數據流通信平臺的CAD/CAE系統，包括：

CAD系統，用于進行參數化零部件設計和參數化裝配設計、分析參數設定和參數修改及更新，其中，所述的進行參數化零部件設計和參數化裝配設計，是指設計人員在CAD系統中完成三維模型的參數化設計；

數據流通信平臺，用于提取CAD系統中的數據流信息，并將所述的數據流信息傳送給CAE系統，并驅動CAE系統更新，包括三維幾何模型信息、幾何尺寸參數信息和分析特征參數信息；

CAE系統，根據CAD系統產生的幾何模型數據，在CAE系統中自動創建適合工程分析的幾何模型，然后進行有限元分析前處理操作，并進行CAE數據自動更新。

所述的分析參數設定和參數修改及更新，是指在進行CAE分析時所需要添加的特征參數，包括材料參數、剛度參數、阻尼參數、負載參數。

所述的三維幾何模型信息，是用于將設計人員在CAD系統完成的三維幾何模型，其中一部分不需要修改的零部件通過標準格式導入到CAE系統，另一部分關鍵零部件，即需要修改的部件通過幾何模型映射自動在CAE中完成建模。

所述的幾何尺寸參數信息，用于將從CAD系統提取的修改信息傳送給CAE系統，并驅動CAE系統更新，其中，所述的幾何尺寸參數信息包括：零部件的尺度參數、零部件的結構參數、零部件的位姿參數和零部件的裝配尺度參數。

所述的分析特征參數信息是指在CAE分析時所使用的數據信息，包括：材料屬性值、剛度參數值、阻尼參數值和載荷參數。

所述的有限元分析前處理操作，包括：設置分析類型、單元屬性、材料屬性、邊界條件、負載、網格劃分。

一種基于數據流通信平臺的CAD/CAE系統的運行方法，包括如下步驟：

1）設計人員進入CAD系統完成三維模型的參數化設計，并同時為后續的CAE分析添加分析特征參數；

2）運行數據流通信平臺中的工具軟件提取CAD系統中數據流信息，然后將所述數據流信息保存為CAE系統可以識別的中間文件；

3）CAE系統數讀取從據流通信平臺中的工具軟件所提取的數據流信息，并生成CAE參數化模型；

4）在CAE系統中設置求解參數，然后進行求解操作；

5）在求解完成后進行結果分析看是否滿足設計要求，然后人機交互判斷是否還需要返回到CAD系統重新調整參數再進行CAE分析，如果選擇是，則返回到步驟1），進行模型調整和分析特征參數的修改，然后繼續運行該程序；如果選擇否，則結束分析。

步驟1）所述的分析特征參數包括材料參數、剛度參數、阻尼參數、負載參數。