[发明专利]基于数据流通信平台的CAD/CAE系统及集成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CAD、CAE系统的应用。特别是涉及一种基于数据流通信平台的CAD/CAE系统及集成方法。

背景技术

计算机辅助设计，即CAD(Computer Aided Design)和计算机辅助工程，即CAE(Computer Aided Engineering)技术随着在产品设计中的广泛应用得到了不断地发展和完善，市场上也涌现了大量的系统软件，如商用CAD软件SolidWorks、Pro/E、UG，商用CAE软件SAMCEF、ANSYS、Nastran等。在CAD软件中可以快速实现产品的三维实体参数化建模设计，在CAE软件中可以快速完成产品性能的仿真分析和性能预估，以提高产品设计的可靠性。

但CAD、CAE系统的应用却也有一些不尽人意的地方。在大多数情况下，产品设计遵循设计—分析—再设计—再分析的循环流程，即在CAD系统中完成产品三维结构设计，再将产品模型导入到CAE系统中分析，如果分析结果符合要求，则完成设计，否则需对产品模型进行重新设计和分析。在CAD模型导入CAE系统后需要大量繁琐耗时的前处理，如三维模型的简化与修补，降维处理，材料、载荷、边界约束属性的定义，网格划分等，如果分析结果不符合要求，这一过程还将重复。目前CAD与CAE之间的通信只是基于几何模型层面的，而大量的信息处理仍然离不开大量繁琐的人工处理过程。如果能在CAD与CAE系统之间实现信息的自动传输，则可以大大降低设计者的工作强度，使其将更多的时间和精力用于产品创新设计。CAD/CAE集成的目的是提供一种能够实现CAD系统与CAE系统之间信息数据自动传输的平台和接口，从而避免不必要的重复劳动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够有效解决CAD系统与CAE系统之间通信困难问题的基于数据流通信平台的CAD/CAE系统集成方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于数据流通信平台的CAD/CAE系统，包括：

CAD系统，用于进行参数化零部件设计和参数化装配设计、分析参数设定和参数修改及更新，其中，所述的进行参数化零部件设计和参数化装配设计，是指设计人员在CAD系统中完成三维模型的参数化设计；

数据流通信平台，用于提取CAD系统中的数据流信息，并将所述的数据流信息传送给CAE系统，并驱动CAE系统更新，包括三维几何模型信息、几何尺寸参数信息和分析特征参数信息；

CAE系统，根据CAD系统产生的几何模型数据，在CAE系统中自动创建适合工程分析的几何模型，然后进行有限元分析前处理操作，并进行CAE数据自动更新。

所述的分析参数设定和参数修改及更新，是指在进行CAE分析时所需要添加的特征参数，包括材料参数、刚度参数、阻尼参数、负载参数。

所述的三维几何模型信息，是用于将设计人员在CAD系统完成的三维几何模型，其中一部分不需要修改的零部件通过标准格式导入到CAE系统，另一部分关键零部件，即需要修改的部件通过几何模型映射自动在CAE中完成建模。

所述的几何尺寸参数信息，用于将从CAD系统提取的修改信息传送给CAE系统，并驱动CAE系统更新，其中，所述的几何尺寸参数信息包括：零部件的尺度参数、零部件的结构参数、零部件的位姿参数和零部件的装配尺度参数。

所述的分析特征参数信息是指在CAE分析时所使用的数据信息，包括：材料属性值、刚度参数值、阻尼参数值和载荷参数。

所述的有限元分析前处理操作，包括：设置分析类型、单元属性、材料属性、边界条件、负载、网格划分。

一种基于数据流通信平台的CAD/CAE系统的运行方法，包括如下步骤：

1）设计人员进入CAD系统完成三维模型的参数化设计，并同时为后续的CAE分析添加分析特征参数；

2）运行数据流通信平台中的工具软件提取CAD系统中数据流信息，然后将所述数据流信息保存为CAE系统可以识别的中间文件；

3）CAE系统数读取从据流通信平台中的工具软件所提取的数据流信息，并生成CAE参数化模型；

4）在CAE系统中设置求解参数，然后进行求解操作；

5）在求解完成后进行结果分析看是否满足设计要求，然后人机交互判断是否还需要返回到CAD系统重新调整参数再进行CAE分析，如果选择是，则返回到步骤1），进行模型调整和分析特征参数的修改，然后继续运行该程序；如果选择否，则结束分析。

步骤1）所述的分析特征参数包括材料参数、刚度参数、阻尼参数、负载参数。