隨著CAE模擬技術在企業中的廣泛實施與應用，在幫助企業縮短產品設計週期，降低產品設計成本方面起到了重要的作用，已然成為產品研發中從總體設計到詳細設計各個設計階段，以及從氣動、傳熱、強度到控制等各個部門和學科的主要效能驗證與改進手段。

為了更好的發揮CAE模擬分析在企業研發過程中的作用，需要建立模擬分析規範對產品設計的各個階段進行規範指導。最近幾年，這方面的規範建立在國外非常流行；國內各家汽車供應商都進行了模擬規範的實施，取得了很好的應用成果，對企業的研發帶來了很大的益處。

圖1 CAE輔助產品預設計的基本過程

那究竟什麼是模擬分析規範，企業為什麼要建立模擬規範，以及如何建立模擬分析規範呢？

模擬分析規範的概念

模擬分析規範是基於企業的產品特點，總結以往的模擬分析經驗、參照試驗資料、借鑑其它行業的相關標準，以理論為指導，制定出的一套規範化作業流程。CAE模擬規範主要包括兩部分，即基礎通用CAE模擬規範與主要CAE模擬業務涉及的分析規範兩大部分：

• 基礎通用CAE模擬規範：指的是對於企業通常進行CAE模擬總體的工作規範，指導如何進行CAE模擬分析及管理，具體可以根據客戶的具體業務來分類，梳理；

• 具體業務分析規範：指的是企業對於其研發的具體產品型別進行某一型別模擬分析的業務規範，比如某型別機匣強度分析規範，包括從模型的匯入、幾何清理簡化、網格生成、材料等屬性賦予、邊界載荷設定、分析提交、結果處理、評價及報告編寫等，同時形成一套作業指導書，分析工程師按照作業指導書進行機匣的強度分析，以此保證工作效率、精度。因此需要根據企業自身的產品分類來進行梳理、規劃。

通常，會以企業研發的主要產品為研究物件，建立相應的模擬分析規範，用以規範企業的模擬分析。

企業為什麼要建立模擬分析

規範？

隨著CAE模擬分析工作在企業的開展，大量的工程師參與到CAE模擬分析工作中去，不同的分析工程師在分析過程中，由於自身掌握的相關專業知識、軟體掌握能力以及對產品本身的理解程度，往往在模型簡化、網格劃分、邊界條件的處理上各不相同，具有較大的隨意性，這就造成了不同的分析人員對於同一問題分析結果有一定差異，導致產品設計者對於分析結果的懷疑；在這種情況下要對此分析結果反覆校核，浪費大量人力物力。

CAE模擬分析的很多重複性工作很耗時，如建模、劃分網格、載入、出報告等，但每次又不得不去做，這些無增值的重複勞動使原本不多的高階分析人員和專家等寶貴資源陷入了基礎性分析工作的泥潭，沒有時間做更高階的分析和技術創新，這對企業競爭力的提升是一個極大的阻礙。同時由於模擬分析工作需要經過CAD/CAE建模、不同的效能模擬分析求解、結果評估和報告書寫過程，該過程用到各種不同工具軟體，導致分析人員頻繁地進行資料轉換、傳遞與更改，容易導致人為的錯誤而且浪費時間。

基於以上原因，重視新產品研發的企業迫切需要建立自己的CAE模擬規範，用來解決目前CAE模擬存在的各種問題。透過CAE模擬規範的建立，一方面可以用以指導、規範有限元分析工作；另一方面可以形成自身的知識積累，便於其他分析人員快速進入到規範的工作流程中，使企業的CAE模擬工作高效、快捷、準確的進行，為產品研發提供強有力的保障。

如何建立模擬分析規範？

CAE規範的建立與CAD、試驗密切相關，一般CAE規範建立的步驟如下：

• 明確產品的效能要求，一個產品具有不同種類的效能要求，首先確定哪些效能指標需要進行模擬分析驗證；

• 確定性能指標的評價標準，這需要在對同類產品進行大量試驗測試、計算分析、質量事故統計、參考相關標準的基礎上形成；

• 制定有限元建模標準，重點內容是網格質量標準、邊界條件與載荷標準，材料資料、連線模擬標準（螺栓、點焊、縫焊等），這需要在大量試驗測試結果與計算結果相互校對的基礎上形成；

• 確定計算結果的處理方法，最終的計算結果可能需要在已有的計算輸出中進行進一步的資料處理，才能與試驗測試結果和評價指價進行比對。

對於CAE模擬分析規範建設專案，主要的技術實現路線有：

1）制定規範的CAE編制方法；

2）制定通用的CAE規範；

3）規範CAE具體業務分析流程；

4）編制規範的CAE業務作業指導書；

5）定製應用的CAE軟體二次開發模板。

CAE模擬規範的建立是一個不斷完善的過程，首先要從最基本最有把握的效能開始，對這些效能一般有較為豐富的試驗測試資料、計算分析資料、質量事故統計資料，產品設計也趨於成熟，因此對效能指標的把握更可靠，在此基礎上制定CAE規範，並用規範指導分析就更可信。

企業透過CAE模擬分析規範的建立應用，能夠使企業的CAE模擬分析工作標準化、規範化，有效縮短CAE分析的時間，提升CAE分析質量，透過規範建立積累-更新機制，實現工程分析經驗與知識的不斷積累，從總體上提高研發產品設計/分析能力，促進企業分析知識的共享和創新。

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