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浅谈企业CAE技术导入方法

作者:王毅    来源:    发布时间:2012-10-24    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛
 
原因分析:
 
笔者在了解到此情况后,通过现场观察和了解,通过SolidWorks的SimulationXpess(cosmosXpress),分析其挤塑中间的一个中间放气的挤压过程,发现孔周围的应力很大,与现场的裂纹区域符合,所以提交了一份报告,提醒模具设计人员是否可以改进成型的过程,避免此区域的挤塑期间的接触以免造成挤压而产生的应力破坏。
 
问题解决:
 
原因分析中的报告一开始并没有得到设计和技术管理层的认同,他们认为这个过程没有问题,因为有多款产品都是这么做的,都没有问题。
在应用传统的经验在半年后仍没有解决问题而导致生产不能进行后,某一位技术主管抱着试试的态度,采用了笔者的意见,改进了模具的结构。
应用新的模具后,现场的产品的不合格率从60%一下子就降到了不到0.5%,也就是说笔者分析的裂纹产生的原因是正确的,就是通过这样一个简单的案例,使得厂内的技术层对CAE技术有了一个清晰的认识,并意识到了其价值。
 
二、初步应用阶段
 
在一个简单的案例成功后,笔者开始在产品的设计过程(虽然客户有图纸,但是部分产品的内部结构还是要靠自己设计)、制造过程阶段导入了CAE技术。
 
案例1:产品设计:
案例背景:
 
以前在不同内部结构的产品,通常在样品出来前,不能确认那种结构是好的,所以通常需要同时开发3~5种样品,通过物理测试,确认最好的一种进行批量生产,在笔者了解到此情况后,建议用CAE技术进行对比,摒弃掉物理测试。
实践过程:
 
此建议一开始并没有得到认可,于是笔者建议选择一个项目,然后应用CAE技术,对比物理结果和CAE结果是否一致,于是笔者使用SolidWorks Simulation(COSMOSWorks)。在次期间,进行了材料参数的收集,仿真过程的初期标准化工作。
 
应用结果:
 
实际的测试结果表明,CAE的分析结果和实际的物理测试是一致的,产品设计人员开始主动的要求学习SolidWorks Simulation软件。
案例2:碰焊过程分析
 
案例背景
 
某款产品在客户碰焊过程中,总是产生裂纹,客户以产品不合格为理由,有求退货。
 
实践过程:
开始传统的经验表明,更改电木粉可以改善此类问题,所以开始更换原材料,但是在改了10几次后问题仍然没有得到改善,其原因就是就没有找到问题产生的根本原因,所以笔者建议使用CAE技术分析其碰焊过程。在使用SolidWorks Simulation 热分析模块模拟分析了其碰焊过程中热应力的分布,CAE结果表明,由于产品结构的特殊性,导致碰焊过程中热应力过于集中是产生裂纹的根本原因。
 
应用结果:
凭借完整的分析报告,在经过与客户的沟通,客户调整了其焊接的参数,裂纹现象马上就消失了。
在此企业,笔者还陆续进行了冲压,挤压、弯钩、辊轧等加工过程的模拟,跟实践相结合,取得了很好的应用效果。逐渐的CAE技术深入人心,设计和技术管理人员开始主动的学习和了解此项技术,并开始考虑在流程中嵌入CAE过程,以避免后期的更改。
 
三、 设计仿真一体化
通过对过去一年后CAE的应用经验,笔者和管理层一起对产品的设计流程。模具的设计流程进行了调整,开始在设计和方案确认阶段就主动的导入CAE技术,最大程度的减少量产阶段的设计变更,也就是设计仿真过程一体化。
在设计仿真一体化之后,新产品的开发成本降低到原来的1/3;弯钩模具的设计从过去的20次/月,减低到不到1次/月;挤压模具设计成功率从过去的35%上升到了95%,整体的开发时间从过去的60天,降低到20天。
以上的这些数据表明,在应用了CAE技术后,缩短开发的周期,节省了开发费用,减少了设计变更,企业从里面能够享受到实实在在的好处,如开发费用降低,量产后期的投诉、退货减少、无形中节约了大量的资本。
 
总结
CAE技术,在中国已经开始得到很多企业的认识和重视,但是从整体上说,还处于了解阶段,应用的层次和效果与国外相比还有很大的差距;而且因为传统的CAE软件对人的要求比较高,高昂的软件成本和人力使用成本成为很多中小型企业应用CAE技术的绊脚石。在这里笔者推荐大家不妨尝试一下DS SolidWorks Simulation软件,此软件设计的指导思想就是:普通是设计人员使用CAE技术、设计仿真一体化、基于PC架构、最快速的求解器。而且其价格只有传统的有限元软件的 1/3都不到,所以具备业界最高的性价比,普通的中小型企业都可以承受。
最后希望CAE技术能够在中国得以更快速的推广,推动中国“制造”更加快速的过渡到中国“设计”。也希望我的这些经验能够给大家带来一定的借鉴意义。
 
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