一、引言
结构分析软件,作为最早诞生的CAE软件之一和工程中应用范围最广泛的CAE软件,其重要性不言而喻。它通过数值计算等手段,有效解决结构平台的强度和完整性问题,对结构重量、安全性、寿命、舒适性有着决定性的影响。它在发展中被誉为名副其实的“国之重器”。欧美等始终将结构分析软件视为具有核心战略作用的仿真工具,持续推动其发展。
二、结构分析软件的核心战略地位及其发展历程
结构分析软件起源于重大装备研制的需求。最早由波音公司在1956年为飞机研制开发了一套内部有限元程序,用于翼面结构的强度计算,从而开创了结构分析软件的先河。到了上个世纪,为了满足登月项目中对结构分析的迫切需求,NASA开发了第一个工程实用的结构分析软件NASTRAN。经过近六十年的发展,结构分析软件在国外经历了军工驱动、持续支持、市场推进等阶段,形成了今天的集大成者。相比之下,国产大型结构分析软件的发展则经历了长期实践,证明了自主CAE软件对重大装备研制的支撑作用至关重要。
三、国产大型结构分析软件的发展历程
在现代工业装备复杂性和成本不断增长的背景下,拥有自主的CAE软件成为工业强国的关键。从解决行业特定问题起步,国产CAE软件逐渐形成了比较成体系的CAE软件体系,其中以航空工业的发展最为典型。从上世纪70年始,我国在极其困难的条件下,通过不懈努力和艰苦攻关,成功研发了HAJIF等系列自主结构分析软件,解决了多个工程领域的结构分析与设计难题,并获得了多项级科技进步奖项。
关于HAJIF系列软件的详细介绍:
1. HAJIF-I:我国自主开发的第一个航空结构分析系统,采用有限元程序系统,针对大规模的复杂飞机结构进行变形和应力分析,功能不逊于国外同类软件。
2. HAJIF-II:我国第一个大型结构动力分析系统,采用迭代法和多级子结构动力综合技术,解决了歼8等一系列飞机型号的动力学分析问题。
3. HAJIF-III:我国自行研制的第一个大型通用的结构非线性分析系统,解决了歼轰7机翼弹塑性、稳定性分析问题。
还有YIDOYU系统、COMPASS系统等也都在飞机设计和优化方面发挥了重要作用。近年来,国产结构分析软件不断升级,并在大型客机和大型水陆两栖飞机等型号的研制中发挥了关键作用,同时在商业化道路上进行了有益的探索。
四、结束语
回顾国产结构分析软件的发展历程,我们曾有过辉煌,也经历过艰辛。但幸运的是,仍有一批科技人员坚守自主软件研发。随着对自主工业软件的重视,自主工业软件一定会走出低迷,迎来涅槃重生。