CAE仿真技術是制造業大戰略

2016-01-22 by:CAE仿真在線來源:仿真在線

隨著國家領導人多次在國際場合推銷中國高鐵,“高鐵外交”席卷全球。
昨天(12月26日)金溫鐵路,成渝高鐵,贛瑞龍鐵路同時開通……2016年春運期間,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,全國無高鐵省份只剩下西藏自治區。此外,由中國鐵建實施設計施工總承包的長沙中低速磁浮線開通試運行,這是我國首條投入運營的中低速磁浮線。
短短幾年中國高鐵快速超越曰本,成為國際市場上強有力的競爭者。
其原因之一是:中國深度利用了可視化設計(CAD)和計算機仿真技術(CAE)。

現在計算機仿真牛逼了。是的,商業軟件包算算應力,算算共振,算算碰撞,已經很準了,流體力學把邊界設好了,也不會很難。原來要做幾個月甚至幾年的實驗的,現在計算機服務器或超級計算機搞一把模型,算一周就可以出結果。對于確定參數,比如走行部一系、二系懸掛的參數,特別有用。計算優化好了,直接做模型實際實驗,一般也是和模擬結果差不多,就得了。

有人說曰本新干線從200公里時速到300公里時速用了二三十年,為啥中國三五年就搞定了,很大程度上就是因為當年曰本人用【畫圖板】和【試驗臺】搞的設計,中國人現在可以用CAD和CAE仿真模擬軟件搞定了。并不說中國人比當年曰本人牛逼了,而是時代變了。你再慢吞吞的,那就是磨洋工,肯定是要落后了。

CAE技術與軟件和制造業、材料物理學的同步發展起來,已經經歷了60多年的時間,已經日趨成熟。
你看看:
1、高端制造業霸主美國:孕育了Ansys(用于結構分析)、fluent(流體分析)、Maxwell和HFSS(電磁分析)、LS-dyna這些偉大的仿真軟件。
2、德國西門子擁有頂級機械設計軟件UG和NX 系列仿真軟件如Nastran、Autoform。
其中Autoform是汽車行業的比用軟件,用他可以大幅降低制造成本。
3、法國的達索擁有著名的SolidWorks設計軟件,非線性領域的霸主Abaqus仿真軟件。

中國本土也有許多公司開發了一些CAE、CAD軟件如中望CAD,但是技術還是依賴國外的。但中國在應用國外這些CAE軟件方面走在前列,作為世界工廠,這是必然的事情。我們也期望未來民族CAE軟件能得到快速發展,追趕上西方發達國家,這才能真正實現制造業的趕超。

再看回中國高鐵,你就知道CAD、CAE有多重要了:
CAD使得你的產品不用制造出來,其外觀和運動方式、機械原理的驗證就完全跟造出來了一樣。而且可以參數化修改,不好看,不合理可以反復修改,修改一個地方可能只是變化一個數字,分秒之間完成。
CAE使得你的產品不用制造出來,其能承受多少載荷,安全系數多少、甚至能用多少年,都可以計算出來,做虛擬CAE仿真就可以算出來。

說的那么神乎其神,其實就是計算機+數學+物理學、材料學、力學的綜合應用而已,也沒有什么,最近1世紀,大量科學家發現了很多公式,用于仿真這些過程。最后表現出來的就是一個電腦的運算。