内容摘要：
1 概述
在竞争日趋激烈的汽车市场上，缩短产品研发周期，已经成为各汽车研发企业的共识。CAE分析是汽车研发过程中非常重要的一环，而前处理工作占据整个CAE分析过程80%以上的时间，已成为影响项目开展进度的关键问题。在汽车研发过程中，不同车型的前处理过程都包含很多类似的操作与参数设置，将这些操作与设置集成为前处理软件中的一个模块，不仅能减少工程师的大量重复操作，大幅提升前处理效率，还能避免很多错误。Altair公司的HyperMesh软件提供了基于Tcl/Tk的二次开发API，编程简单，可移植性好。本文将针对NVH仿真分析的前处理过程进行二次开发，提升NVH分析前处理的效率。
2 Tcl/Tk介绍
Tcl/Tk是由John K.Ousterhout于1988年开始开发的解释型、可扩展的脚本语言。Tcl是工具控制语言（Tool Command Language）的缩写，具有跨平台、开源、易扩展的特点，经常被用于快速原型开发、脚本编程、GUI和测试等方面。Tk是一个跨平台、开放源代码的GUI开发工具集，是使用最广泛的Tcl扩展，提供了各种OS平台下的GUI，Perl、Python等语言都提供接口适配到Tk上。HyperMesh提供基于Tcl/Tk的API，可以很方便地用于CAE分析前处理的二次开发。
3 一键头文件生成模块
在HyperMesh中，只创建load collector，没有设置工况和其他求解参数，而把这些工作放在头文件中进行设置，这样可以提高效率。通常的做法是人工去编辑头文件的内容，设置模型的不同工况，这种方法要求工程师对头文件的内容非常熟悉，复杂工况下不但耗时，还容易出错，因此建立一种可视化的操作方式非常有必要。
利用Tcl/Tk开发的一键头文件生成模块如图1所示，该模块支持IPI、NTF和VTF三种分析类型。导入旧的头文件后，可以直接在界面上进行工况的选择与创建，操作界面如图2。通过可视化的交互操作，工程师可以很方便地修改工况，并一键导出相应的头文件。整个操作过程耗时短，能大大提高前处理效率，也能避免手动编辑头文件可能产生的错误，并且，工程师无需进行专门培训，就可以一键生成不同分析任务的头文件。经测试，一键头文件生成模块导出的头文件能够正常提交Nastran软件进行计算，并得到正确的后处理结果。
4 建立内饰质量信息模块
对于不同车型的开发，内饰质量信息的种类很相似，以往采用逐个建立的方式不仅重复，也不方便旧版数据的重用。我们考虑建立内饰质量信息的Excel模板，通过读取模板的方式直接在模型中建立内饰质量信息。建立内饰质量信息模块的界面如图3所示，可以通过单击Apply按钮直接导入并建立内饰质量信息，并在界面中生成内饰质量信息表。在界面中，集成了质量点与相关连接信息创建工具、质量块和阻尼片创建工具等，创建了新的质量信息后还可以实现内饰质量信息文件导出功能。内饰质量信息的Excel模板包含了质量、质心坐标和安装点坐标等信息，只需填写各项数据即可一键建立内饰质量信息。通过此模块建立白车身模型的内饰质量信息，效果如图4。经测试，建立内饰质量信息模块可以直接建立内饰质量以及质心坐标等，提高建模效率，减少出错概率，并有利于内饰建模的标准化。
5 结论
直接修改头文件内容以适应不同分析任务的方法不仅需要CAE工程师对头文件的结构、内容等非常熟悉，还非常浪费时间，并且易产生人为错误，而基于HyperMesh二次开发的一键头文件生成模块操作简单、直观，节省了大量前处理时间。传统的逐个建立内饰质量信息的方法既耗时又无法重用旧版内饰信息，严重影响研发效率，不利于创新，是困扰CAE仿真分析工程师多年的问题，本文开发的建立内饰质量信息模块将内饰信息使用预先设计的模板定义好，直接将模板导入模型即可完成内饰质量信息的创建，方便快捷，也有利于内饰建模的标准化。