《有限元仿真实践原理》CAE驱动设计流程

本文摘要（由AI生成）：

“CAE驱动设计流程”是一种创新的设计方法，通过仿真技术提升产品质量、设计速度和市场竞争力。传统设计流程依赖反复测试和纠错，难以保证最佳设计。为此，数值优化技术被引入，强调早期概念优化。该流程包括定义设计空间、划分网格、指定材料属性等步骤，能有效确定材料去除位置和加强筋布局。采用此流程可避免重复设计，缩短周期，提升产品竞争力。关注Altair官方微 信可获取更多相关信息。

这几年“CAE驱动设计流程”在大多数行业具有显著的吸引力，例如在航空航天、汽车、生物医药、消费品、国防、能源、电子、重工业及船舶工业。CAE被广泛接受的主要原因是因为仿真已被证明可以帮助：

• 新的创意设计

• 质量更优的产品，即提升材料使用率（更少材料＝更轻设计）

• 更快的设计，即通过减少试错缩短开发周期、减少样机数量

换言之，仿真节省了时间，降低了成本，本质上增强公司的竞争力及其市场地位。

做分析的时候,我们总是想达到最佳的设计，但是我们在进行最优设计时采用的方法和工具总是会产生相异性。在很多地方设计过程还是一个对原始设计进行反复的测试－纠错。这不是一个完善的设计流程，对于设计的更改要取决于工程师的经验。由于这些挑战和问题，不能确保得到最佳的设计。

为了克服这些困难，数值优化技术被用于探索／确定最佳的设计。

采用Altair的设计理念，将概念优化设计置于设计流程的前期，在概念设计阶段就能形成好的初始设计方案。

从优化好的概念设计开始CAE流程寻找最优设计似乎是矛盾的，怎么可能呢？　

从上图的详细的优化流程可见一斑，整个流程是：

1. 定义最大值／设计空间，如果需要, 可定义非设计空间

2. 划分有限元网格（设计区域和非设计区域）

3. 给定材料属性

4. 定义载荷与约束

5. 指定优化目标，比如指定最小的重量/体积，确保移位不超过特定的值

这种概念优化过程会回答一些重要的问题，比如从哪里去除材料和在哪里铺设加强筋等。接着还可以采用Altair其他的优化设计方法进行进一步的设计，比如如何改变局部几何以减少最大应力，或者加强筋应该多厚。

通过这样的设计流程会消除不必要的重新设计循环，不仅缩短了设计周期，而且也得到更有竞争力的产品。