CN102750407B - 一种cad/cae数据自动处理与转换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种CAD/CAE数据自动处理与转换方法。它至少包括如下步骤：1）生成CAD数据，由CAD工程师根据产品设计要求，进行产品结构设计，建立产品CAD设计模型，包括几何造型、零件建模等，生成CAD计算数据；2）CAD/CAE数据自动处理，将产品CAD数据经过数据读入、数据修复、数据处理和数据输出，将CAD数据转换为CAE数据；3）CAE数据发布，将完成转换的数据，通过数据发布模块，提交给CAE工程师，完成CAD/CAE数据的自动处理与发布。
Description
技术领域
本发明涉及一种CAD/CAE数据自动处理与转换方法。
背景技术
随着计算机与信息技术的突飞猛进，CAD/CAE在企业研发中扮演越来越重要的作用。以数字样机协同设计技术为核心的数字化研发已逐渐融入到产品设计的各个阶段。目前数字化研发技术正逐渐从单学科向多学科、子系统级仿真向系统级仿真、模块级孤立设计向系统级知识融合协同设计发展。特别是对于复杂产品的开发来说，更需要协同设计的应用。
以雷达结构设计为例，根据GJB150—86的规定，雷达结构研制需要满足军标中规定的各种振动、冲击要求，还要满足军方对地面高机动雷达提出的极限风速下设备不被破坏的要求。为了降低研发时间，通常在结构设计的同时并行地开展结构CAE仿真分析，以保证整机设备研制的一次性成功。
CAE有限元前处理通常面临2个难题。其一，如何将CAD模型准确导入CAE系统。虽然目前主流CAE软件都具有CAD数据读入接口功能，但由于常用CAD软件几何建模的内核引擎一般为Parasolid或ACIS，二者都基于边界表示法设计的，并采用了几何和拓扑信息相分离的思想，因此造成二者在拓扑标识和几何元素定义方面不能完全一致。这要求不同内核造型系统间模型转换时，需要进行必要的拓扑映射和元素逼近，才能保证CAD模型正确导入CAE系统。其二，如何将CAD模型简化为CAE模型。虽然CAE软件具有强大的网格处理与生成能力，但不作任何处理的CAD模型是根本无法满足CAE计算要求的。因为CAD模型中包含了大量制造细节信息，如小孔、细槽、圆角和小凸台等，这些信息对CAE系统的网格划分影响很大。如不对其简化处理，不仅会严重影响数值分析计算的速度和精度，而且局部畸变单元会导致计算结果的巨大误差，甚至误导设计师得出错误结论。
发明内容
本发明的目的是提供一种CAD/CAE数据自动处理与转换方法，以便在协同设计平台下，CAD向CAE数据流的自动处理与发布。
本发明的目的是这样实现的，一种CAD/CAE数据自动处理与转换方法，它至少包括如下步骤：
1）生成CAD数据，由CAD工程师根据产品设计要求，进行产品结构设计，建立产品CAD设计模型，包括几何造型、零件建模等，生成CAD计算数据；
2）CAD/CAE数据自动处理，将产品CAD数据经过数据读入、数据修复、数据处理和数据输出，将CAD数据转换为CAE数据；
3）CAE数据发布，将完成转换的数据，通过数据发布模块，提交给CAE工程师，完成CAD/CAE数据的自动处理与发布。
所述的数据读入阶段，通过集成CADFIX和Pro/Interface的数据接口，直接读入Pro/E的源模型。
所述的数据修复阶段，对读入数据进行解析和拓扑结构的修复，包括点融合、边融合、T型连接、补面、去除不良实体和构建体等操作，并形成降特征处理后的模型数据。
所述的数据处理阶段，根据脚本预定义的几何细节过滤精度类型，对模型进行去孔、去槽和去圆角等特定操作。
所述的数据输出阶段，利用数据接口，将处理后模型转换为指定的CAE数据格式。
本发明的优点是：在CADFIX和Pro/Interface软件的基础上，通过预定义的转换脚本对CAD数据的读入格式、版本、数据处理方式、数据精度、降特征类型、预定义几何细节过滤、输出格式与版本等参数详细控制，实现在协同设计平台下，CAD向CAE数据流的自动处理与发布。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
图1是CAD/CAE数据的自动处理与转换流程；
图2是CAD/CAE数据的自动处理与发布实施方式。
具体实施方式
一种CAD/CAE数据自动处理与转换方法，其基本步骤如图2所示：1）生成CAD数据。由CAD工程师根据产品设计要求，进行产品结构设计，建立产品CAD设计模型，包括几何造型、零件建模等，生成CAD计算数据；2）CAD/CAE数据自动处理。将产品CAD数据经过数据读入、数据修复、数据处理和数据输出，将CAD数据转换为CAE数据。3）CAE数据发布。将完成转换的数据，通过数据发布模块，提交给CAE工程师，完成CAD/CAE数据的自动处理与发布。
一种CAD/CAE数据自动处理与转换的方法，在CADFIX和Pro/Interface软件的基础上，通过预定义的转换脚本对CAD数据的读入格式、版本、数据处理方式、数据精度、降特征类型、预定义几何细节过滤、输出格式与版本等参数详细控制，实现在协同设计平台下，CAD向CAE数据流的自动处理与发布。
模型处理与转换流程包括数据读入阶段、数据修复阶段、数据处理阶段和数据输出阶段。
1) 数据读入阶段
通过集成CADFIX和Pro/Interface的数据接口，可以直接读入Pro/E的源模型。这避免了其它中性格式(如IGES或STEP等)所导致的模型装配结构信息丢失的问题。
2) 数据修复阶段
对读入数据进行解析和拓扑结构的修复，包括点融合、边融合、T型连接、补面、去除不良实体和构建体等操作，并形成降特征处理后的模型数据。
3) 数据处理阶段
根据脚本预定义的几何细节过滤精度类型，对模型进行去孔、去槽和去圆角等特定操作。以雷达薄板拼焊结构为例，根据预定义的脚本可以对雷达薄板拼焊结构上的所有细节结构特征一次性去除，并修补模型几何，为后续数据输出做准备。
4) 数据输出阶段
利用数据接口，将处理后模型转换为指定的CAE数据格式。例如对于ANSYS软件，可将处理后的模型直接转成*．anf格式。
在一般情况下，CAD/CAE数据自动处理与转换可以设置为自动触发模式，即以后台工作模式嵌入在产品结构协同设计研发平台中，当CAD工程师完成初步设计后，通过提交数据触发CAD/CAE数据自动处理与转换后台运行。按照选择的脚本定义来调用后台程序，实现数据的自动转换。转换脚本按照几种不同的CAE分析前处理方式进行设计和分类。
每个任务根据要转换的格式不同，调用不同的脚本程序，转换的文件先被输出到本地次级目录output文件夹下，转换完成后，再将最终文件上传到远端计算机上，并将数据地址发送给流程中的CAE工程师。CAE工程师根据计算任务书和处理后的CAE模型进行计算。计算结束后，将CAE计算结果通过自主开发的CAEView软件，发布为标准的IE格式，使CAD工程师可以无需CAE环境即可实现计算结果的动态可视化。CAD/CAE数据双向触发流程如图1所示，其中虚线流程表示由CAD向CAE进行数据自动处理和转换过程。
针对协同研发模式下CAD/CAE数据异构问题，采用降特征处理和预定义几何细节过滤方法，对CAD数据解析和基于降特征的模型重构，预定义几何细节过滤，尤其是对小孔和圆角的处理，完成CAD/CAE数据自动处理与转换。通过CAEView软件，实现了CAE系统定向的数据发布，最终完成CAD/CAE的数据融合，并可针对产品典型结构形式定义了多种转换脚本，实现对模型的不同控制精度和过滤方法。
Claims (1)
1.一种CAD/CAE数据自动处理与转换方法，其特征是：它至少包括如下步骤：
1）生成CAD数据，由CAD工程师根据产品设计要求，进行产品结构设计，建立产品CAD设计模型，包括几何造型、零件建模，生成CAD计算数据；
2）CAD/CAE数据自动处理，将产品CAD数据经过数据读入、数据修复、数据处理和数据输出，将CAD数据转换为CAE数据；
3）CAE数据发布，将完成转换的数据，通过数据发布模块，提交给CAE工程师，完成CAD/CAE数据的自动处理与发布；所述的数据读入阶段，通过集成CADFIX和Pro/Interface的数据接口，直接读入Pro/E的源模型；所述的数据修复阶段，对读入数据进行解析和拓扑结构的修复，包括点融合、边融合、T型连接、补面、去除不良实体和构建体操作，并形成降特征处理后的模型数据；所述的数据处理阶段，根据脚本预定义的几何细节过滤精度类型，对模型进行去孔、去槽和去圆角特定操作，根据预定义的脚本对雷达薄板拼焊结构上的所有细节结构特征一次性去除，并修补模型几何，为后续数据输出做准备；所述的数据输出阶段，利用数据接口，将处理后模型转换为指定的CAE数据格式；对于ANSYS软件，将处理后的模型直接转成*．anf格式；
每个任务根据要转换的格式不同，调用不同的脚本程序，转换的文件先被输出到本地次级目录output文件夹下，转换完成后，再将最终文件上传到远端计算机上，并将数据地址发送给流程中的CAE工程师；CAE工程师根据计算任务书和处理后的CAE模型进行计算；计算结束后，将CAE计算结果通过自主开发的CAEView软件，发布为标准的IE格式，使CAD工程师可以无需CAE环境即可实现计算结果的动态可视化。
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