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    伴随计算机技术的快速发展,越来越多的国内外CAD/CAE软件为企业提供了强有力的工具,如国外的NASTRANANSYSHyperWorksIDEASUGPROE等,国内的FEPGJFEX等。通用的CAD/CAE软件功能齐全,一般是针对全行业应用,可提供从产品概念、产品造型、产品仿真、产品测试、产品加工直至逆向工程的全部功能。然而由于不同企业在技术需求与应用方面存在差异,对于完成特定任务而言,通用的CAD/CAE软件显得专业性不足。为了取得更高的技术经济效益,用户往往基于优秀的通用软件平台,针对实际需要对软件进行不同程度的二次开发,以便在建模、分析程式化、结果统计评价等方面更好地满足自身需要。

 

二次开发的意义

每个CAD/CAE软件具有不同的定位和应用范围,企业应该选择一个满足本行业基本功能需求,且在本行业中具有广泛应用的主流软件,然后根据需要进行客户化定制的二次开发。二次开发的目的是使通用软件更加专业化,以提高应用效率,统一和简化使用方法,建立专业化数据库和专业化评价体系,体现本企业的技术标准,建立企业自身的经济合理的专用CAD/CAE系统。此外,二次开发既可以满足用户自身的行业具体需求,也可以扩充原软件的功能,使之进一步发展完善。

 

二次开发内容

根据客户需求不同,二次开发包括:

w          将经常反复使用的复杂功能进行封装,使操作更加傻瓜化。对于不以软件使用为核心工作的技术人员,可以通过几个主要的参数设置得到正确可靠的结果,省去了复杂的操作流程,缩短分析周期,减少操作出错的概率,为技术人员的一般应用工作提供有力的工具;

w          添加新的功能,如添加自定义模块、新的单元类型、新的求解方式以及自定义物理特性等;

w          开发与不同软件的接口程序,对多个软件(包括企业的In-House程序和算法)进行集成,建立一个新的通用平台。

 

根据功能不同,二次开发包括:

w          开发用户界面,界面由一些标准Motif工具组成,例如数据选择框(Select  databox)、二相开关(Toggle button)、按钮(Push  button)、数据选择(Data  selection)、滚动杆(Slide bar)、下拉和选择菜单(Pull down or option menu)等,一般开发界面都与原软件的风格一致;

w          开发内部程序,内部程序指软件通过界面操作调用的程序,可以是基于原软件进行修改的程序,也可以是通过软件接口调用的其它程序。

 

根据采用语言不同,二次开发包括:

w          利用软件本身的语言开发,例如,PATRAN可以利用PCLPatran Command Language)语言进行二次开发;ANSYS可以用Tcl/Tk,UIDL等开发;Fluent等可以使用Scheme/C语言开发;

w          利用通用的语言开发,很多软件的开发可以利用Python/VBCFortran等语言,开发自己所需要的前后处理或者求解程序,编写好的程序可以通过接口程序嵌入原软件进行封装。

 

二次开发业务特点

1)        有行业具体的需求,量身定制的客户化定制开发。首先根据项目调研和需求分析,把需要个性化定制的内容确定下来,同时根据特殊需求确定二次开发的内容,如为了提高设计人员的设计效率,需要对设计的模型进行自动的标准化模型质量检查,并且具有批处理的功能。

2)        软件本身是个开放式的平台,具有用户广、开放性好、功能强的特点。CAE软件一般都特别注意各自软件的开放性,提供用户二次开发程序的各类接口,有的还提供专用的二次开发语言。例如,DMAPDirect Matrix Abstraction Program)语言就是NASTRAN自身的功能强大的开发工具语言。

3)        实现与原软件的无缝集成。开发后的功能一般通过软件接口程序,实现与原软件的无缝集成。原软件一般结构好,模块化程度较高,可以保持各部分的相对独立性并方便于同其它软件的连接。

 

典型案例

案例(1发动机叶片强度系统

n       工作内容:

        仿真与设计的数据协同

        强度分析的工程定制 - 设计模板定制

        初步实现相关模型数据的管理

n       项目性质:

        基于Workbench二次开发

n       基于的技术:

        Workbench  Jsp

        取得的成果:

        实现了强度与结构设计间模型参数的双向互动及数据协同

        实现了气动载荷数据的集成 - 针对叶片类部件的要求

        定制了设计模板及强度分析流程 – 按部件强度设计流程及规范,建立相关设计模板

        实现了模型与数据的统一管理

 

 

2)燃气舵快速设计平台验证系统

n       主要内容

        研发流程管理

          研发流程定义

          流程库管理

          根据不同的流程自动配置不同的用户操作界面

        统一的设计环境

          实现不同学科、不同子系统间的数据传递

        任务节点间具有良好可靠的数据接口

        支持模型模板库设计

          设计仿真过程可提取模板库

          基于模板进行继承设计、快速设计

        多学科设计优化

          集成设计与仿真工具

          多学科优化策略

          多目标权衡

n       工具集成

        结构设计软件:UG NX

        结构前处理:ANSYS Workbench

        流体网格:CFX Mesher

        结构求解器:ANSYS

        流体求解器:CFX

        流固耦合数据交换工具:ANSYS Workbench

        结构后处理: ANSYS Workbench

        流体后处理: CFX

n                   主要技术

     C++

     FIPER

     Workbench Jsp

     CFX CCL

     Ug Open C++

 


 

 

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