劉笑來(撫順石化工程建設(shè)有限公司,遼寧 撫順 113006)

計(jì)算機(jī)輔助工程具有簡(jiǎn)單方便、快捷高效的特點(diǎn)，將其應(yīng)用在化工機(jī)械領(lǐng)域，主要是通過輔助軟件來實(shí)現(xiàn)的。可以說，這些軟件直接影響到應(yīng)用效果的發(fā)揮，但是現(xiàn)階段我國多數(shù)輔助軟件均來自國外，我國自主開發(fā)的軟件與其仍存在很大差距，需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累和不斷探索。本文介紹計(jì)算機(jī)輔助工程的優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上對(duì)幾種計(jì)算機(jī)輔助工程軟件系統(tǒng)在化工機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，并指出計(jì)算機(jī)輔助工程未來發(fā)展方向。

1 計(jì)算機(jī)輔助工程的優(yōu)勢(shì)

計(jì)算機(jī)輔助工程能夠通過計(jì)算機(jī)軟件和硬件系統(tǒng)完成計(jì)算，針對(duì)比較復(fù)雜的化工機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，可通過計(jì)算機(jī)輔助工程來提供設(shè)計(jì)靈感，因此具有廣泛的應(yīng)用前景。

1.1 工作效率高

計(jì)算機(jī)輔助工程能夠?qū)?fù)雜工程問題進(jìn)行有效拆解，通過連續(xù)對(duì)相關(guān)變量條件進(jìn)行計(jì)算和求解，形成一定的方程組，從而進(jìn)行高效計(jì)算。計(jì)算機(jī)輔助工程的使用，會(huì)使化工機(jī)械復(fù)雜的計(jì)算求解過程變得更為簡(jiǎn)單直觀，進(jìn)而提高了整體解決問題的水平。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)具備強(qiáng)大的儲(chǔ)存功能，方便設(shè)計(jì)人員就地取材，不僅提高了工作效率，更為降低了設(shè)計(jì)成本。設(shè)計(jì)人員可根據(jù)客戶的要求，隨時(shí)對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整或更改。計(jì)算機(jī)輔助工程具有超高的工作效率，主要表現(xiàn)為設(shè)計(jì)周期比較短和修改便捷兩點(diǎn)。

1.2 設(shè)計(jì)效果明顯

將計(jì)算機(jī)輔助工程應(yīng)用在化工機(jī)械中，可以收到良好的設(shè)計(jì)效果，包括視覺效果和預(yù)示效果。其中利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件可以呈現(xiàn)出良好的視覺效果，并可根據(jù)設(shè)計(jì)要求自定義效果，將不同媒介的效果有機(jī)的結(jié)合在一起。同時(shí)，傳統(tǒng)化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，僅設(shè)計(jì)方案就會(huì)占據(jù)設(shè)計(jì)人員大量時(shí)間，且預(yù)示設(shè)計(jì)不夠直觀，略顯單調(diào)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中若涉及到三維立體空間的設(shè)計(jì)時(shí)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法就會(huì)顯得捉襟見肘。但是，若將相關(guān)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用其中，可生成逼真的三維立體空間模型，使設(shè)計(jì)產(chǎn)品更具實(shí)用性。

2 計(jì)算機(jī)輔助工程在化工機(jī)械中的應(yīng)用

2.1 計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）

計(jì)算機(jī)輔助工程即是常說的“CAE”，是一種計(jì)算機(jī)近似數(shù)值研究方法，可通過利用計(jì)算機(jī)來對(duì)復(fù)雜化工機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品剛度、產(chǎn)品強(qiáng)度等力學(xué)性能進(jìn)行計(jì)算和分析。實(shí)際上，CAE的基本功能就是將復(fù)雜求解區(qū)域進(jìn)行有效分解，使其成為多個(gè)具有連續(xù)性的變量，進(jìn)而方便對(duì)其進(jìn)行求解。隨機(jī)現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，輔助工程在計(jì)算精確度及計(jì)算速度等方面均實(shí)現(xiàn)了較大程度的提高，并在發(fā)展過程中不斷對(duì)其自身軟件系統(tǒng)進(jìn)行豐富，進(jìn)而能夠滿足不同類型使用要求。

2.2 計(jì)算機(jī)輔助工程在化工機(jī)械中的應(yīng)用

上世紀(jì)六十年代，國外發(fā)達(dá)國家就已經(jīng)開始在計(jì)算機(jī)輔助工程領(lǐng)域投入研究，并不斷對(duì)其進(jìn)行完善和發(fā)展。單純從軟件系統(tǒng)來看，適合用在化工機(jī)械領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)輔助軟件主要有以下幾個(gè)類型。

2.2.1 NASTRAN軟件的應(yīng)用：NASTRAN軟件主要被應(yīng)用在化工機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能夠?qū)Ξa(chǎn)品剛度、動(dòng)力及強(qiáng)度進(jìn)行合理分析和科學(xué)設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，往往采取非線性設(shè)計(jì)和計(jì)算方法，進(jìn)而為產(chǎn)品設(shè)計(jì)構(gòu)建出比較合理的研究模型。針對(duì)化工機(jī)械產(chǎn)品中金屬成型、爆炸、變形等內(nèi)容也開展了比較深入的分析研究。另外，將NASTRAN軟件應(yīng)用在化工機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，也能夠?qū)Ξa(chǎn)品內(nèi)部很多零部件進(jìn)行分析，進(jìn)而掌握各個(gè)部件的使用壽命。同時(shí)，可通過NASTRAN軟件實(shí)現(xiàn)可視化，進(jìn)而全面反饋化工設(shè)備和機(jī)械內(nèi)部結(jié)構(gòu)，給設(shè)計(jì)人員相關(guān)工作提供便利條件。

2.2.2 I-DEAS軟件的應(yīng)用：I-DEAS軟件是由美國公司研究開發(fā)的，屬于現(xiàn)階段數(shù)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?qū)φ麄€(gè)化工設(shè)備、機(jī)械進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，因此具有較高的模型式計(jì)算水平。目前，I-DEAS軟件被廣泛應(yīng)用在航天科技、汽車制造等領(lǐng)域中，能夠利用其對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品實(shí)施設(shè)計(jì)。這是由于I-DEAS軟件可對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、熱力進(jìn)行功能上分析，因此在化工機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品加工、生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。

2.2.3 ANSYS軟件的應(yīng)用：在計(jì)算機(jī)輔助工程進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，其自身必須具備強(qiáng)大的分析功能，才能進(jìn)一步對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效分析，進(jìn)而滿足化工機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。ANSYS軟件不僅自身具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析功能，還可將經(jīng)過分析和處理后的數(shù)據(jù)與其他軟件分享，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)共同處理，有效彌補(bǔ)單一軟件的不足，從而也提高數(shù)據(jù)分析水平和效率。現(xiàn)階段，化工機(jī)械產(chǎn)品制造過程中，精細(xì)化設(shè)計(jì)成為發(fā)展必然趨勢(shì)，因此要想保證產(chǎn)品精確性，必須加強(qiáng)設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，而ANSYS軟件系統(tǒng)恰恰能夠在這個(gè)方面發(fā)揮重要作用。

2.2.4 ALGOR軟件的應(yīng)用：計(jì)算機(jī)輔助工程具有仿真性和模擬功能，其核心性和關(guān)鍵性具有重要實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，此種功能能夠有效提升化工設(shè)備、機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量和效果。在目前計(jì)算機(jī)輔助工程仿真軟件系統(tǒng)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(guān)設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確掌握機(jī)械、設(shè)備在真實(shí)狀態(tài)下的主要運(yùn)行狀況。同時(shí)，利用科學(xué)預(yù)測(cè)和合理檢驗(yàn)，提高整個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)的安全性和可靠性，進(jìn)而有效降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本。ALGOR軟件實(shí)際操作簡(jiǎn)便，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員產(chǎn)品設(shè)計(jì)、測(cè)試提供更多方便。

3 計(jì)算機(jī)輔助工程在化工機(jī)械中的發(fā)展方向

計(jì)算機(jī)輔助工程不僅能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員提供高效便捷的技術(shù)支持，也豐富了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的表現(xiàn)形式和內(nèi)容。綜合上述分析，認(rèn)為計(jì)算機(jī)輔助工程在化工機(jī)械中設(shè)計(jì)中的應(yīng)用應(yīng)向以下兩個(gè)方向發(fā)展。

3.1 計(jì)算機(jī)輔助工程應(yīng)重點(diǎn)突出設(shè)計(jì)科學(xué)性

將計(jì)算機(jī)作為化工機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的輔助工具，是設(shè)計(jì)技術(shù)的全面變革，不僅提升了設(shè)備設(shè)計(jì)的科學(xué)性，也在一定程度上深化了設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)工作的思考。計(jì)算機(jī)輔助工程的應(yīng)用，會(huì)促使人們改變對(duì)化工機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品設(shè)計(jì)的固有認(rèn)知，也因此要不斷突出設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。同時(shí)，應(yīng)重視設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)思考，通常一個(gè)設(shè)計(jì)作品從構(gòu)思、設(shè)計(jì)到完成，需要多次進(jìn)行修改。雖然設(shè)計(jì)人員可以利用計(jì)算機(jī)在短時(shí)間內(nèi)完成修改，但若能在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中充分思考每個(gè)核心環(huán)節(jié)所要傳達(dá)的主要內(nèi)容，就可以避免重復(fù)。

3.2 計(jì)算機(jī)輔助工程設(shè)計(jì)應(yīng)注重創(chuàng)新

計(jì)算機(jī)輔助工程不僅為設(shè)計(jì)人員提供了新的藝術(shù)表現(xiàn)內(nèi)容，更為設(shè)計(jì)人員節(jié)省了更多時(shí)間和經(jīng)歷，使設(shè)計(jì)具備可控性和可能性，同時(shí)也能夠減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)之間的差距。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)日益發(fā)展的今天，千篇一律的重復(fù)設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足受眾的要求，因此計(jì)算機(jī)輔助工程在化工機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中要注重創(chuàng)新，充分發(fā)揮個(gè)人潛能，不斷提升設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量和創(chuàng)造性。

4 結(jié)語

綜上所述，將計(jì)算機(jī)輔助工程應(yīng)用在化工機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員節(jié)省更多時(shí)間，進(jìn)而不斷提高工作效率，已成為現(xiàn)階段設(shè)計(jì)人員不可或缺的設(shè)計(jì)工具。只有將技術(shù)和創(chuàng)新思維完美的融合在一起，才能為機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)帶來更多發(fā)展契機(jī)。相信隨著人們思想和理念的不斷變化，計(jì)算機(jī)輔助工程一定會(huì)給化工機(jī)械設(shè)計(jì)注入新的生命力。

[1]周懿.過程型機(jī)械系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助方案設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，09（09）.

[2]楊志偉，潘永波.現(xiàn)代化工機(jī)械制造技術(shù)工藝的發(fā)展探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2014，18（16）.

[3]閆象葵.探討化工機(jī)械設(shè)備安裝工程的質(zhì)量控制措施[J].化學(xué)工程與裝備，2014，11（18）.

[4]閆象葵.探討化工機(jī)械設(shè)備安裝工程的質(zhì)量控制措施[J].化工管理，2014，10（16）.

[5]韋凱.促進(jìn)綠色化工機(jī)械制造與環(huán)境和諧發(fā)展[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2014，39（21）.