計算機輔助工程在化工機械中的運用

劉笑來(撫順石化工程建設有限公司,遼寧 撫順 113006)

計算機輔助工程具有簡單方便、快捷高效的特點，將其應用在化工機械領域，主要是通過輔助軟件來實現的。可以說，這些軟件直接影響到應用效果的發揮，但是現階段我國多數輔助軟件均來自國外，我國自主開發的軟件與其仍存在很大差距，需要實踐經驗的積累和不斷探索。本文介紹計算機輔助工程的優勢，在此基礎上對幾種計算機輔助工程軟件系統在化工機械中的應用進行闡述，并指出計算機輔助工程未來發展方向。

1 計算機輔助工程的優勢

計算機輔助工程能夠通過計算機軟件和硬件系統完成計算，針對比較復雜的化工機械產品設計，可通過計算機輔助工程來提供設計靈感，因此具有廣泛的應用前景。

1.1 工作效率高

計算機輔助工程能夠將復雜工程問題進行有效拆解，通過連續對相關變量條件進行計算和求解，形成一定的方程組，從而進行高效計算。計算機輔助工程的使用，會使化工機械復雜的計算求解過程變得更為簡單直觀，進而提高了整體解決問題的水平。與此同時，計算機具備強大的儲存功能，方便設計人員就地取材，不僅提高了工作效率，更為降低了設計成本。設計人員可根據客戶的要求，隨時對方案進行調整或更改。計算機輔助工程具有超高的工作效率，主要表現為設計周期比較短和修改便捷兩點。

1.2 設計效果明顯

將計算機輔助工程應用在化工機械中，可以收到良好的設計效果，包括視覺效果和預示效果。其中利用計算機設計軟件可以呈現出良好的視覺效果，并可根據設計要求自定義效果，將不同媒介的效果有機的結合在一起。同時，傳統化工機械設計過程中，僅設計方案就會占據設計人員大量時間，且預示設計不夠直觀，略顯單調。在產品設計中若涉及到三維立體空間的設計時，傳統設計方法就會顯得捉襟見肘。但是，若將相關計算機設計軟件應用其中，可生成逼真的三維立體空間模型，使設計產品更具實用性。

2 計算機輔助工程在化工機械中的應用

2.1 計算機輔助工程（CAE）

計算機輔助工程即是常說的“CAE”，是一種計算機近似數值研究方法，可通過利用計算機來對復雜化工機械產品結構、產品剛度、產品強度等力學性能進行計算和分析。實際上，CAE的基本功能就是將復雜求解區域進行有效分解，使其成為多個具有連續性的變量，進而方便對其進行求解。隨機現階段計算機技術的進步，輔助工程在計算精確度及計算速度等方面均實現了較大程度的提高，并在發展過程中不斷對其自身軟件系統進行豐富，進而能夠滿足不同類型使用要求。

2.2 計算機輔助工程在化工機械中的應用

上世紀六十年代，國外發達國家就已經開始在計算機輔助工程領域投入研究，并不斷對其進行完善和發展。單純從軟件系統來看，適合用在化工機械領域的計算機輔助軟件主要有以下幾個類型。

2.2.1 NASTRAN軟件的應用：NASTRAN軟件主要被應用在化工機械結構設計中，能夠對產品剛度、動力及強度進行合理分析和科學設計。與此同時，在設計過程中，往往采取非線性設計和計算方法，進而為產品設計構建出比較合理的研究模型。針對化工機械產品中金屬成型、爆炸、變形等內容也開展了比較深入的分析研究。另外，將NASTRAN軟件應用在化工機械產品結構設計中，也能夠對產品內部很多零部件進行分析，進而掌握各個部件的使用壽命。同時，可通過NASTRAN軟件實現可視化，進而全面反饋化工設備和機械內部結構，給設計人員相關工作提供便利條件。

2.2.2 I-DEAS軟件的應用：I-DEAS軟件是由美國公司研究開發的，屬于現階段數字化軟件中非常常見的類型。I-DEAS軟件主要采用模型分析方法，能夠對整個化工設備、機械進行科學設計，并在此基礎上對機械性能進行預測，因此具有較高的模型式計算水平。目前，I-DEAS軟件被廣泛應用在航天科技、汽車制造等領域中，能夠利用其對復雜產品實施設計。這是由于I-DEAS軟件可對產品結構、熱力進行功能上分析，因此在化工機械設備產品加工、生產中得到廣泛的應用。

2.2.3 ANSYS軟件的應用：在計算機輔助工程進行產品設計過程中，其自身必須具備強大的分析功能，才能進一步對機械結構進行有效分析，進而滿足化工機械產品設計要求。ANSYS軟件不僅自身具有較強的數據分析功能，還可將經過分析和處理后的數據與其他軟件分享，進而實現共同處理，有效彌補單一軟件的不足，從而也提高數據分析水平和效率。現階段，化工機械產品制造過程中，精細化設計成為發展必然趨勢，因此要想保證產品精確性，必須加強設計階段產品設計質量，而ANSYS軟件系統恰恰能夠在這個方面發揮重要作用。

2.2.4 ALGOR軟件的應用：計算機輔助工程具有仿真性和模擬功能，其核心性和關鍵性具有重要實際應用價值，此種功能能夠有效提升化工設備、機械設計質量和效果。在目前計算機輔助工程仿真軟件系統中，ALGOR軟件屬于比較大眾化的選擇類型。通過仿真模擬功能，使相關設計人員準確掌握機械、設備在真實狀態下的主要運行狀況。同時，利用科學預測和合理檢驗，提高整個設備設計的安全性和可靠性，進而有效降低產品設計成本。ALGOR軟件實際操作簡便，能夠為設計人員產品設計、測試提供更多方便。

3 計算機輔助工程在化工機械中的發展方向

計算機輔助工程不僅能夠為設計人員提供高效便捷的技術支持，也豐富了產品設計的表現形式和內容。綜合上述分析，認為計算機輔助工程在化工機械中設計中的應用應向以下兩個方向發展。

3.1 計算機輔助工程應重點突出設計科學性

將計算機作為化工機械設備設計的輔助工具，是設計技術的全面變革，不僅提升了設備設計的科學性，也在一定程度上深化了設計人員對設計工作的思考。計算機輔助工程的應用，會促使人們改變對化工機械設備產品設計的固有認知，也因此要不斷突出設計的科學性和合理性。同時，應重視設計人員設計思考，通常一個設計作品從構思、設計到完成，需要多次進行修改。雖然設計人員可以利用計算機在短時間內完成修改，但若能在產品設計中充分思考每個核心環節所要傳達的主要內容，就可以避免重復。

3.2 計算機輔助工程設計應注重創新

計算機輔助工程不僅為設計人員提供了新的藝術表現內容，更為設計人員節省了更多時間和經歷，使設計具備可控性和可能性，同時也能夠減少產品設計之間的差距。在計算機網絡日益發展的今天，千篇一律的重復設計已經不能滿足受眾的要求，因此計算機輔助工程在化工機械產品設計中要注重創新，充分發揮個人潛能，不斷提升設計產品的質量和創造性。

4 結語

綜上所述，將計算機輔助工程應用在化工機械設備設計中，能夠為設計人員節省更多時間，進而不斷提高工作效率，已成為現階段設計人員不可或缺的設計工具。只有將技術和創新思維完美的融合在一起，才能為機械設備設計帶來更多發展契機。相信隨著人們思想和理念的不斷變化，計算機輔助工程一定會給化工機械設計注入新的生命力。

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