一种CAE仿真处理系统的制作方法

一种cae仿真处理系统
技术领域
1.本发明涉及一种智能化cae仿真处理系统,具体来讲,就是运用人工智能技术和服务器技术,在高性能服务器上将catia等三维数据自动处理成网格、完成相关分析并生成报告。


背景技术：

2.近十年来，由于新能源等造车新势力的加入，各汽车企业面临激烈竞争，既要压缩产品开发周期和成本，也要兼顾汽车各种各样的性能要求，依靠过去的经验和反复实验验证的传统手段已无法满足要求。国际上主要汽车企业均大力引进和开发计算机辅助工程（cae）技术，使结构存在的问题在早期及时发现。目前，计算机辅助工程已经成为现代汽车研发中的必要环节，丰田在bb车型开发中则是采用了无试制车的开发，充分利用计算机模拟开发。
3.随着cae技术越来受重视，cae仿真分析的应用越来越多。繁重的分析不仅增加了分析工程师的负担，也对分析的电脑硬件提出了更高的要求。为此，分析工程师针对每一个分析项开发了小程序，再将各小程序集合在一起形成系统型分析工具，形成了一套半自动化得分析工具，极大地提升了效率。但分析项逐年不断增加，项目开发周期不断压缩，半自动化的仿真处理已经不能满足要求，亟需一套效率更高，人工费时更少的全自动仿真系统。除此之外，仿真精度提升的需求也迫使我们分析模型的网格数增至千万级别，对电脑的显示和存储要求更高，为每一位分析工程师更换新设备又不经济现实。面对仿真效率和仿真精度的双重要求，建立一套能集中处理、集中存储的自动化cae仿真系统势在必行。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种cae仿真处理系统，以提高仿真效率，缩短仿真时间，使汽车的开发效率得到极大地提高。
5.本发明的技术方案为：本发明提供了一种cae仿真处理系统，包括：提交模块、前处理模块、求解模块、后处理模块；其中，产品部门利用提交模块将产品的三维数据和bom表提交给系统；系统的前处理模块先基于bom表自动审核三维数据的完整性及命名的规范性，利用基于hypermesh的二次开发技术将审核通过的三维数据自动生成网格后再装配成整车tb模型，最后基于整车tb模型及载荷部门通过提交模块提交的载荷文件和硬点文件生成部分或全部分析项分别对应的分析文件；所述硬点文件中包含所有分析项的加载点和测量点；求解模块对各分析文件进行求解得到各分析文件对应的求解结果文件；最后由后处理模块利用各求解结果文件生成分析报告。
6.优选地，前处理模块利用预存的模型树命名规则审核三维数据的命名规范性，并利用bom表审核三维数据的完整性。
7.优选地，求解模块按照预设的优先级排序对各分析文件进行依次求解，在求解失败时将求解失败的分析项反馈至前处理模块，在求解成功时生成对应的求解结果文件发送至后处理模块。
8.优选地，所述系统还包括：用于用户权限管理和账号管理的用户管理模块，用于实现数据上传的通信模块，用于对上传或下载的数据加密处理的加密模块，以及用于进行分析报告存储的存储模块。
9.本发明的有益效果为：产品部门通过服务器提交产品的三维数据，可以保证三维数据命名的规范性和完整性，节省沟通成本，在服务器上通过二次开发自动建模，减少简单重复劳动，节省人力成本；由求解模块自动生成求解文件，可以减少分析工程师人工调试模型、加载、约束、提交计算、等待等简单重复工作，可以将精力集中在优化、分析开发、精度提升等高价值工作上，提高人员利用率；将主要的前处理和求解工作集中在服务器上自动处理，可以有效利用服务器的算力，提高计算效率，缩短分析工时。
附图说明
10.图1是cae仿真处理系统组成结构图；图2是cae仿真处理系统分析流程图。
具体实施方式
11.为了使发明的目的、技术方案、优点更加清楚明了，以下结合附图1和附图2对本发明进行详细说明。
12.本发明为了节省cae分析工程师模型处理时间和降低更换性能更高的电脑设备成本，提出了基于hypermesh等的二次开发技术，使三维设计数据一步转化为分析报告，整个过程均在系统上自动完成，用户只需从系统上下载分析报告及相关文件。
13.本发明包括8个模块：用户管理模块101，通信模块102，加密模块103，提交模块104，前处理模块105，求解模块106，后处理模块107，存储模块108，如图1所示。
14.用户管理模块101用于终端用户的权限管理、账号管理，对产品部门和分析部门赋予不同权限，使其权责分明，除此之外，还包括对系统维护人员的管理，使系统不断更新升级。
15.通信模块102用于用户上传和下载数据时的通信支持。
16.加密模块103用于数据传输过程中的加密管理，保证用户上传和下载时的数据安全。及时出现数据泄露，也能保证设计数据的安全。
17.提交模块104有两个功能，一是用于产品部门提交三维数据和bom表；二是用于载荷部门提交载荷文件和硬点文件。
18.前处理模块105具有两个功能：一是将三维数据转换成网格，并装配成整车tb模型；二是结合整车模型和载荷文件、硬点文件，生成一系列分析文件，便于求解器求解，生成分析文件时，可默认自动生成所有分析项的文件，也可根据项目需要设置分析项，各项分析处理程序模块化管理，可以根据需要进行修改。
19.求解器模块106用于接受前处理模块105生成的分析文件，并按优先级进行排队分
析，同时收集求解各项分析的求解状态。求解模块106为部署了abaqus、nastran、dyna、ncode等求解软件的高性能服务器。
20.后处理模块107用于对分析进行后处理，生成分析报告。同时基于成本对已完成的分析项进行优化，为后续优化提供参考。求解额最优方案的过程中，不合格项优先进行优化；合格项在求解模块106空闲时运算。
21.为了实现仿真处理自动化，其详细实现步骤如下，如图2所示：s101、首先对设计数据模型树命名规范化管理，固化车身典型零部件总成和零部件的命名，将整车分成典型的几个总成，分总成下的零部件从属于上一级总成。同一结构中支架、加强件等较多难以命名时，建议以整车坐标轴y0为界，左边从左至右，右边从右至左，依次使用罗马数字ⅰ、ⅱ、ⅲ等进行区分。产品部门提交三维数据时，将满足系统模型树管理规则的数据提交至系统。此外，还需提交bom表及cae分析所需的设计参数。
22.s102、审核三维数据，系统的前处理模块根据预存的模型树命名规则、模型质量检查三维数据的命名规范性，并读取bom表检查三维数据完整性。若三维数据的命名规范性和完整性均满足要求，则确定三维数据提交成功，失败则将错误信息反馈给提交者。通过审核的则自动提交至前处理模块105，失败则返回至提交。
23.s103、前处理模块105利用基于hypermesh的二次开发技术，将审核后的三维数据自动生成分析网格。再利用预存规范化的模型树命名规则将各零部件装配成整车tb模型，装配完成后，生成模态计算文件，并自动提交至求解模块106，求解完成后通知建模工程师。建模工程师通过查看模态检查建模质量，直至满足要求后将整车tb模型发送至求解模块106，进而自动流转至s104。
24.s104、载荷部门在提交模块104上提交载荷文件和硬点文件。硬点文件包括所有分析项的加载点和测量点。
25.s105、前处理接受载荷文件、硬点文件、整车tb模型文件，，完成分析文件加载、约束、输出等的设置，并输出各分析项所对应的分析文件。
26.s106、程序自动将前处理模块105生成的分析文件提交至求解模块106，并依据优先级自动求解，并搜集求解状态信息，求解失败的分析项返回前处理模块105，提醒前处理工程师；求解成功的分析项则将对应的求解结果文件发送给后处理模块107，进而直接进入后处理s107。
27.s107、后处理模块107中的程序读取求解结果文件，生成分析报告。将完成分析项分为达标项和不达标项，生成列表显示。
28.s108、若求解模块107中的程序生成的分析报告中存在不达标分析项，按成本最小原则，优先进行厚度和材料的优化，重新生成优化报告，以供优化参考；对分析报告中的达标分析项，按成本最小原则，利用系统空闲时间进行厚度和材料的优化，生成降本报告，以供降本参考。
29.s109、处理完毕后，程序将分析报告提交给分析工程师审核，审核通过后，系统将报告及分析必要文件自动存储在存储模块108，以供不同权限人员的下载查阅。
30.整个流程中，该发明实现了从三维数据到报告均在系统中自动处理，工程师不进行人工干预，极大地减少了人员的简单重复劳动，提高了分析效率。除此之外，也降低了分析人员的电脑硬件要求。

技术特征：
1.一种cae仿真处理系统，其特征在于，包括：提交模块、前处理模块、求解模块、后处理模块；其中，产品部门利用提交模块将产品的三维数据和bom表提交给系统；系统的前处理模块先基于bom表自动审核三维数据的完整性及命名的规范性，利用基于hypermesh的二次开发技术将审核通过的三维数据自动生成网格后再装配成整车tb模型，最后基于整车tb模型及载荷部门通过提交模块提交的载荷文件和硬点文件生成部分或全部分析项分别对应的分析文件；所述硬点文件中包含所有分析项的加载点和测量点；求解模块对各分析文件进行求解得到各分析文件对应的求解结果文件；最后由后处理模块利用各求解结果文件生成分析报告。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，前处理模块利用预存的模型树命名规则审核三维数据的命名规范性，并利用bom表审核三维数据的完整性。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，求解模块按照预设的优先级排序对各分析文件进行依次求解，在求解失败时将求解失败的分析项反馈至前处理模块，在求解成功时生成对应的求解结果文件发送至后处理模块。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：用于用户权限管理和账号管理的用户管理模块，用于实现数据上传的通信模块，用于对上传或下载的数据加密处理的加密模块，以及用于进行分析报告存储的存储模块。

技术总结
本发明提供了一种CAE仿真处理系统，包括：提交模块、前处理模块、求解模块、后处理模块；其中，产品部门利用提交模块将产品的三维数据和BOM表提交给系统；系统的前处理模块先基于BOM表自动审核三维数据的完整性及命名的规范性，利用基于hypermesh的二次开发技术将审核通过的三维数据自动生成网格后再装配成整车TB模型，最后基于整车TB模型及载荷部门通过提交模块提交的载荷文件和硬点文件生成部分或全部分析项分别对应的分析文件；所述硬点文件中包含所有分析项的加载点和测量点；求解模块对各分析文件进行求解得到各分析文件对应的求解结果文件；最后由后处理模块利用各求解结果文件生成分析报告。果文件生成分析报告。果文件生成分析报告。


技术研发人员：汪宣峰 曾小利 禹慧丽
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/8