计算机辅助工程在化工机械中的运用

刘笑来(抚顺石化工程建设有限公司,辽宁 抚顺 113006)

计算机辅助工程具有简单方便、快捷高效的特点，将其应用在化工机械领域，主要是通过辅助软件来实现的。可以说，这些软件直接影响到应用效果的发挥，但是现阶段我国多数辅助软件均来自国外，我国自主开发的软件与其仍存在很大差距，需要实践经验的积累和不断探索。本文介绍计算机辅助工程的优势，在此基础上对几种计算机辅助工程软件系统在化工机械中的应用进行阐述，并指出计算机辅助工程未来发展方向。

1 计算机辅助工程的优势

计算机辅助工程能够通过计算机软件和硬件系统完成计算，针对比较复杂的化工机械产品设计，可通过计算机辅助工程来提供设计灵感，因此具有广泛的应用前景。

1.1 工作效率高

计算机辅助工程能够将复杂工程问题进行有效拆解，通过连续对相关变量条件进行计算和求解，形成一定的方程组，从而进行高效计算。计算机辅助工程的使用，会使化工机械复杂的计算求解过程变得更为简单直观，进而提高了整体解决问题的水平。与此同时，计算机具备强大的储存功能，方便设计人员就地取材，不仅提高了工作效率，更为降低了设计成本。设计人员可根据客户的要求，随时对方案进行调整或更改。计算机辅助工程具有超高的工作效率，主要表现为设计周期比较短和修改便捷两点。

1.2 设计效果明显

将计算机辅助工程应用在化工机械中，可以收到良好的设计效果，包括视觉效果和预示效果。其中利用计算机设计软件可以呈现出良好的视觉效果，并可根据设计要求自定义效果，将不同媒介的效果有机的结合在一起。同时，传统化工机械设计过程中，仅设计方案就会占据设计人员大量时间，且预示设计不够直观，略显单调。在产品设计中若涉及到三维立体空间的设计时，传统设计方法就会显得捉襟见肘。但是，若将相关计算机设计软件应用其中，可生成逼真的三维立体空间模型，使设计产品更具实用性。

2 计算机辅助工程在化工机械中的应用

2.1 计算机辅助工程（CAE）

计算机辅助工程即是常说的“CAE”，是一种计算机近似数值研究方法，可通过利用计算机来对复杂化工机械产品结构、产品刚度、产品强度等力学性能进行计算和分析。实际上，CAE的基本功能就是将复杂求解区域进行有效分解，使其成为多个具有连续性的变量，进而方便对其进行求解。随机现阶段计算机技术的进步，辅助工程在计算精确度及计算速度等方面均实现了较大程度的提高，并在发展过程中不断对其自身软件系统进行丰富，进而能够满足不同类型使用要求。

2.2 计算机辅助工程在化工机械中的应用

上世纪六十年代，国外发达国家就已经开始在计算机辅助工程领域投入研究，并不断对其进行完善和发展。单纯从软件系统来看，适合用在化工机械领域的计算机辅助软件主要有以下几个类型。

2.2.1 NASTRAN软件的应用：NASTRAN软件主要被应用在化工机械结构设计中，能够对产品刚度、动力及强度进行合理分析和科学设计。与此同时，在设计过程中，往往采取非线性设计和计算方法，进而为产品设计构建出比较合理的研究模型。针对化工机械产品中金属成型、爆炸、变形等内容也开展了比较深入的分析研究。另外，将NASTRAN软件应用在化工机械产品结构设计中，也能够对产品内部很多零部件进行分析，进而掌握各个部件的使用寿命。同时，可通过NASTRAN软件实现可视化，进而全面反馈化工设备和机械内部结构，给设计人员相关工作提供便利条件。

2.2.2 I-DEAS软件的应用：I-DEAS软件是由美国公司研究开发的，属于现阶段数字化软件中非常常见的类型。I-DEAS软件主要采用模型分析方法，能够对整个化工设备、机械进行科学设计，并在此基础上对机械性能进行预测，因此具有较高的模型式计算水平。目前，I-DEAS软件被广泛应用在航天科技、汽车制造等领域中，能够利用其对复杂产品实施设计。这是由于I-DEAS软件可对产品结构、热力进行功能上分析，因此在化工机械设备产品加工、生产中得到广泛的应用。

2.2.3 ANSYS软件的应用：在计算机辅助工程进行产品设计过程中，其自身必须具备强大的分析功能，才能进一步对机械结构进行有效分析，进而满足化工机械产品设计要求。ANSYS软件不仅自身具有较强的数据分析功能，还可将经过分析和处理后的数据与其他软件分享，进而实现共同处理，有效弥补单一软件的不足，从而也提高数据分析水平和效率。现阶段，化工机械产品制造过程中，精细化设计成为发展必然趋势，因此要想保证产品精确性，必须加强设计阶段产品设计质量，而ANSYS软件系统恰恰能够在这个方面发挥重要作用。

2.2.4 ALGOR软件的应用：计算机辅助工程具有仿真性和模拟功能，其核心性和关键性具有重要实际应用价值，此种功能能够有效提升化工设备、机械设计质量和效果。在目前计算机辅助工程仿真软件系统中，ALGOR软件属于比较大众化的选择类型。通过仿真模拟功能，使相关设计人员准确掌握机械、设备在真实状态下的主要运行状况。同时，利用科学预测和合理检验，提高整个设备设计的安全性和可靠性，进而有效降低产品设计成本。ALGOR软件实际操作简便，能够为设计人员产品设计、测试提供更多方便。

3 计算机辅助工程在化工机械中的发展方向

计算机辅助工程不仅能够为设计人员提供高效便捷的技术支持，也丰富了产品设计的表现形式和内容。综合上述分析，认为计算机辅助工程在化工机械中设计中的应用应向以下两个方向发展。

3.1 计算机辅助工程应重点突出设计科学性

将计算机作为化工机械设备设计的辅助工具，是设计技术的全面变革，不仅提升了设备设计的科学性，也在一定程度上深化了设计人员对设计工作的思考。计算机辅助工程的应用，会促使人们改变对化工机械设备产品设计的固有认知，也因此要不断突出设计的科学性和合理性。同时，应重视设计人员设计思考，通常一个设计作品从构思、设计到完成，需要多次进行修改。虽然设计人员可以利用计算机在短时间内完成修改，但若能在产品设计中充分思考每个核心环节所要传达的主要内容，就可以避免重复。

3.2 计算机辅助工程设计应注重创新

计算机辅助工程不仅为设计人员提供了新的艺术表现内容，更为设计人员节省了更多时间和经历，使设计具备可控性和可能性，同时也能够减少产品设计之间的差距。在计算机网络日益发展的今天，千篇一律的重复设计已经不能满足受众的要求，因此计算机辅助工程在化工机械产品设计中要注重创新，充分发挥个人潜能，不断提升设计产品的质量和创造性。

4 结语

综上所述，将计算机辅助工程应用在化工机械设备设计中，能够为设计人员节省更多时间，进而不断提高工作效率，已成为现阶段设计人员不可或缺的设计工具。只有将技术和创新思维完美的融合在一起，才能为机械设备设计带来更多发展契机。相信随着人们思想和理念的不断变化，计算机辅助工程一定会给化工机械设计注入新的生命力。

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