針對目前零件產品設計周期長、成本高的問題，提出了一種基于CAD/CAE 集成的變型設計方法。通過總結系列化產品CAE 的特點，給出了參數化的CAE 分析基本流程框架。結合參數化變型設計和參數化CAE 分析流程，建立了基于CAD/CAE 集成的變型設計方法。采用Visual C + + 開發平臺，利用Jscript 技術，基于Solidworks 和ANSYS Workbench 系統實現了CAD/CAE 集成變型設計過程。以機床橫梁為例，開發了一個基于CAD/CAE 集成的變型設計系統，對上述方法和系統進行了驗證。

　　隨著現代化工業的高速發展，制造業產品的更新換代周期不斷縮短，設計在產品的整個生命周期中占據了越來越重要的地位。以往，在產品結構的設計階段，通常借鑒曾經生產制造過的相關零件，或者比較別人的相關技術來進行，有時也采用測試已經生產出來的零件產品物理樣機性能的方法來衡量設計出來的產品是否達到所預定的指標。然而在產品結構的設計階段都存在不同程度的缺點，比如成本高、周期長、準確度低等，已成為制約我國現代制造業發展的瓶頸。從而，許多研究者針對該情況引進了變型設計方法。

　　變型設計方法能夠快速地設計產品原型，降低產品設計成本，保證產品質量，從而以類似大批量生產的效率和成本生產出個性化的產品，是實施大規模制定生產的關鍵技術之一。該方法是在保持產品基本功能、基本原理和基本結構不變的前提下，對產品的局部功能和結構進行調整和變更，以滿足不同工作性能的要求。變型設計作為一種高效、穩健的設計方法已經存在了許多年，但是這種設計方法依然存在不少缺陷，研究人員仍在不斷改進使之與設計人員的期望不斷接近。當所設計產品零件幾何形狀復雜，設計計算難度大、設計計算過程復雜，產品性能要求高時，需要經驗豐富的高水平技術人員結合產品仿真分析才能完成。面對設計們反復繁瑣的設計，面對客戶的高性能要求以及企業的高效快速的方針，制造業迫切需要一種能解決高效和低成本的基于CAD/CAE 集成的滿足工程約束的快速變型設計方法。

1、參數化變型設計技術

　　目前變型設計技術在制造業中得到廣泛的應用，技術方法也越來越成熟，其中基于參數化方法的變型設計技術的發展取得了很大的進步。參數化技術是目前計算機輔助設計中最重要的建模技術之一，作為產品建模的一個重要手段，在系列化產品設計中得到了廣泛的應用。參數設計的本質是基于約束的產品描述方法，用一組參數約束幾何圖形的一組結構尺寸，參數與尺寸之間顯示對應，可通過尺寸值驅動幾何圖形。通常，零件尺寸參數分為不變參數、可變參數和導出參數。其中，可變參數是指在零件的所有變型中可以改變的參數，即是可以直接控制模型結構形狀特性變化的參數; 不變參數是指在零件的所有變型中始終保持不變的參數即基本不必要改動的參數; 導出參數是指通過其他參數的計算間接得到的參數即通過參數間建立某種關聯間接控制某些結構形狀的參數。

圖1 聯軸器零件的尺寸參數

　　在圖1 聯軸器零件的尺寸參數中，可將尺寸參數A、B、C、D、L 為可變參數; 將DAA、DAB、DAC、DAD、DAE、DAF 為導出參數，對導出參數設計約束關系式，通過約束關系式對導出參數間接獲取。設計人員只需對可變參數進行修改，即可約束導出參數所對應的尺寸值，生成一組新的結構尺寸，最后快速的生成新的零件。

5、結論

　　通過對參數化技術的零件變型設計方法研究，提出了一種基于CAD/CAE 集成的橫梁零件變型設計方法，運用CAD二次開發方法實現橫梁產品的參數化實體建模，通過了CAE參數化分析并運用Jscript 語言對AWE 進行二次開發實現橫梁參數化自動的仿真分析過程，開發了一個面向產品快速變型設計的CAD/CAE 集成系統。本系統縮短了產品研發周期，提高了產品的設計效率和設計質量，降低了設計成本，增強了市場競爭能力，為分析人員節省重建模型和模型修改等重復性工作，為機械行業提供了一種快速變型設計系統。