有限元在機(jī)械制造業(yè)的應(yīng)用和解決方案

2013-08-28 by:johnsen 來源:一喜識(shí)字

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)軟件仿真工程技術(shù)(CAE)也得到了飛躍性的發(fā)展,在機(jī)械制造行業(yè)中扮演者越來越重要的角色。

計(jì)算機(jī)輔助工程對機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用,主要為如下幾個(gè)方面:

1、驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案、材料的合格性、安全性、安全系數(shù),即結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度問題

2、驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的穩(wěn)定性問題
3、驗(yàn)證設(shè)計(jì)合理性問題,是否安全系數(shù)過大造成重量大耗材多?是否安全系數(shù)在合理范圍之內(nèi)?是否存在應(yīng)力集中等結(jié)構(gòu)缺陷?

4、驗(yàn)證在工作載荷下機(jī)械結(jié)構(gòu)的有效性,如承受工作載荷、自然載荷(如重力載荷、風(fēng)載、雪載、覆冰、地震破壞)、動(dòng)態(tài)載荷(如離心力、速度、加速度激發(fā)造成的載荷)等復(fù)雜載荷條件下結(jié)構(gòu)的受力情況

5、對結(jié)構(gòu)的使用壽命的進(jìn)行綜合評估

6、對多物理場耦合情況下進(jìn)行力學(xué)計(jì)算核驗(yàn),如工作載荷、重力載荷、熱力、流體沖擊等復(fù)雜載荷相互作用的情況的計(jì)算核驗(yàn)

7、在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中推行仿真驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)理念,以仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)——仿真的循環(huán)迭代中把產(chǎn)品做到相對優(yōu)化,同時(shí)大大減少產(chǎn)品研發(fā)的總體成本,并提高產(chǎn)品的成功率和客戶的滿意度。

在上述情況中,如果使用人工進(jìn)行計(jì)算,將極度費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且必須具備相關(guān)的數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、材料學(xué)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn),同時(shí)容易出錯(cuò)。

CAE軟件的出現(xiàn),就是為了減輕這種計(jì)算的難度,可以說目前的有限元分析軟件都是一種計(jì)算工具,里面集成了一個(gè)或多個(gè)該領(lǐng)域的主流理論,掌握了軟件操作,接合當(dāng)今計(jì)算機(jī)的并行計(jì)算能力,就可以像計(jì)算大師一樣進(jìn)行復(fù)雜仿真模擬計(jì)算,圖形化的輸出結(jié)果也使得問題描述變得形象和簡化。

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