CAE仿真技術(shù)是制造業(yè)大戰(zhàn)略

2016-01-22 by:CAE仿真在線來(lái)源:仿真在線

隨著國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人多次在國(guó)際場(chǎng)合推銷中國(guó)高鐵,“高鐵外交”席卷全球。
昨天(12月26日)金溫鐵路,成渝高鐵,贛瑞龍鐵路同時(shí)開通……2016年春運(yùn)期間,公眾將有更多、更舒適的乘車選擇。同一天,銀川至西安高鐵(寧夏段)正式開建,加上前一天正式鋪軌的滬昆高鐵云南段,全國(guó)無(wú)高鐵省份只剩下西藏自治區(qū)。此外,由中國(guó)鐵建實(shí)施設(shè)計(jì)施工總承包的長(zhǎng)沙中低速磁浮線開通試運(yùn)行,這是我國(guó)首條投入運(yùn)營(yíng)的中低速磁浮線。
短短幾年中國(guó)高鐵快速超越曰本,成為國(guó)際市場(chǎng)上強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者。
其原因之一是:中國(guó)深度利用了可視化設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)(CAE)。

現(xiàn)在計(jì)算機(jī)仿真牛逼了。是的,商業(yè)軟件包算算應(yīng)力,算算共振,算算碰撞,已經(jīng)很準(zhǔn)了,流體力學(xué)把邊界設(shè)好了,也不會(huì)很難。原來(lái)要做幾個(gè)月甚至幾年的實(shí)驗(yàn)的,現(xiàn)在計(jì)算機(jī)服務(wù)器或超級(jí)計(jì)算機(jī)搞一把模型,算一周就可以出結(jié)果。對(duì)于確定參數(shù),比如走行部一系、二系懸掛的參數(shù),特別有用。計(jì)算優(yōu)化好了,直接做模型實(shí)際實(shí)驗(yàn),一般也是和模擬結(jié)果差不多,就得了。

有人說(shuō)曰本新干線從200公里時(shí)速到300公里時(shí)速用了二三十年,為啥中國(guó)三五年就搞定了,很大程度上就是因?yàn)楫?dāng)年曰本人用【畫圖板】和【試驗(yàn)臺(tái)】搞的設(shè)計(jì),中國(guó)人現(xiàn)在可以用CAD和CAE仿真模擬軟件搞定了。并不說(shuō)中國(guó)人比當(dāng)年曰本人牛逼了,而是時(shí)代變了。你再慢吞吞的,那就是磨洋工,肯定是要落后了。

CAE技術(shù)與軟件和制造業(yè)、材料物理學(xué)的同步發(fā)展起來(lái),已經(jīng)經(jīng)歷了60多年的時(shí)間,已經(jīng)日趨成熟。
你看看:
1、高端制造業(yè)霸主美國(guó):孕育了Ansys(用于結(jié)構(gòu)分析)、fluent(流體分析)、Maxwell和HFSS(電磁分析)、LS-dyna這些偉大的仿真軟件。
2、德國(guó)西門子擁有頂級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件UG和NX 系列仿真軟件如Nastran、Autoform。
其中Autoform是汽車行業(yè)的比用軟件,用他可以大幅降低制造成本。
3、法國(guó)的達(dá)索擁有著名的SolidWorks設(shè)計(jì)軟件,非線性領(lǐng)域的霸主Abaqus仿真軟件。

中國(guó)本土也有許多公司開發(fā)了一些CAE、CAD軟件如中望CAD,但是技術(shù)還是依賴國(guó)外的。但中國(guó)在應(yīng)用國(guó)外這些CAE軟件方面走在前列,作為世界工廠,這是必然的事情。我們也期望未來(lái)民族CAE軟件能得到快速發(fā)展,追趕上西方發(fā)達(dá)國(guó)家,這才能真正實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的趕超。

再看回中國(guó)高鐵,你就知道CAD、CAE有多重要了:
CAD使得你的產(chǎn)品不用制造出來(lái),其外觀和運(yùn)動(dòng)方式、機(jī)械原理的驗(yàn)證就完全跟造出來(lái)了一樣。而且可以參數(shù)化修改,不好看,不合理可以反復(fù)修改,修改一個(gè)地方可能只是變化一個(gè)數(shù)字,分秒之間完成。
CAE使得你的產(chǎn)品不用制造出來(lái),其能承受多少載荷,安全系數(shù)多少、甚至能用多少年,都可以計(jì)算出來(lái),做虛擬CAE仿真就可以算出來(lái)。

說(shuō)的那么神乎其神,其實(shí)就是計(jì)算機(jī)+數(shù)學(xué)+物理學(xué)、材料學(xué)、力學(xué)的綜合應(yīng)用而已,也沒(méi)有什么,最近1世紀(jì),大量科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了很多公式,用于仿真這些過(guò)程。最后表現(xiàn)出來(lái)的就是一個(gè)電腦的運(yùn)算。