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论文 CADCAE集成研究与开发，共45页，18089字
摘要：本文研究了Pro/E二次开发工具Pro/TOOLKIT的程序设计方法和有限元分析方法。基于Pro/E和ANSYS软件平台，应用Pro/TOOLKIT和Visual C++程序设计语言，开发了CAD/CAE集成系统。该系统能够根据Pro/E所建模型自动转化为CAE模型，调入ANSYS中进行有限元分析，实现了Pro/E和ANSYS的弱耦合集成。
关键字：二次开发 CAD/CAE 有限元分析 弱耦合 集成系统
前言
计算机在二十世纪40年代末的出现及随之而来的迅速发展的广泛应用，改变了世界的进程，加速了各行各业的脚步。产品的设计方式也发生了显著的变化。以前一直只能靠手工完成的许多相对简单的设计工作，逐步通过计算机实现了高效化的高精度化，而且借助于计算机在较短的时间内可以完成许多复杂的设计工作。这种利用计算机来达到高效化、精度化的目的，实现自动化设计、性能校核的方法分别称为计算机辅助设计CAD和计算机辅助工程CAE。最初的CAD与CAE技术的研究、软件的研制和工程应用几乎是同时独立进行的，在实际产品设计中CAD、CAE也是互不相干、相互独立的，即是说，即使CAD设计的产品几何形状数据存储在计算机中，为了进行产品性能校核工作， CAE因无法从存储中的CAD模型数据中正确读取信息，这样CAE还要从头创建适合于工程分析的几何模型，然后在进行其他的工作。随着实体模型技术的出现，人们开始着手于研究CAD、CAE集成。
众所周之,软件在建模方面显示出强大的力量，但其分析功能较弱，如果能实现CAD/CAE软件之间的信息共享将给工程师带来极大的方便，大大提高设计效率，缩短设计周期。因而，CAD和CAE的集成势在必行。
CAD与CAE集成的分类：一、“以CAD为中心”的集成：从CAD产品设计模型产生对应于具体数值分析方法的离散模型，这个经典而传统的产品设计分析过程是以CAD产品设计模型为中心的过程，本文称这样的设计分析过程的集成为“以CAD为中心”的集成；二、“以CAE为中心”的集成：与“以CAD为中心”的集成不同，在：“以CAE为中心”的方式中，起始点、即整个问题的中心是CAE分析模型，第一步是CAE分析模型与离散模型之间的循环过程，分析结果的修改意见反馈到CAE分析模型，这１步的整个过程均与CAD产品设计模型无关，等分析结果完全满足工程分析技术说明书这个循环过程结束，然后开始进入第２步：从CAE分析模型出发，添加产品设计所需的其他数据、信息、如增加某些细节、添加一些小特征、加工信息等形成CAD产品设计模型。
5.1系统总体设计
系统总体设计结构如图所示。系统分为3个层次，第1层是用户层，即系统的使用者；第2层是应用处理层，该层包括3个模块：
(1)三维参数化模型构建模块，是基于Pro/ENGINEER提供的特征建模、装配约束关系、尺寸约束关系技术等来实现该模块；
(2)有限元模型构建模块，综合ANSYS提供的人机交互模式(GUI方式)和命令流输入方式(APDL方式)建立零件有限元模型；
(3)CAD/CAE集成开发模块，即基于Visual C++平台以及Pro/ENGINEER等软件提供的软件开发包等工具实现CAD/CAE集成程序开发；第3层是模型层，包括零件的三维参数化模型以及有限元模型。
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