现代设计方法在机械系统设计中的应用(2)

2019-09-02 00:08

于三节点三角形单元;三节点三角形单元中,以等边三角形精度最高,等腰三角形次之。

以上是基本原则,实际工作中还有一些特殊的处理方法。

1)二次划分 先用粗网格大单元进行计算,然后再把应力变化较剧烈的

部分区域分割出来,进一步细分成小单元计算,此时应采用第一次粗算所得的位移作为新边界。

2)特征删除或特征抑制 由于实际工程设计中很多结构的变化是因加工、装配等功能需要而产生的,对其进行力学分析时,可将这类细小结构忽略不计,如小孔、倒角、凸台、凹槽等。

3)对称或反对称侧一半结构进行计算,以只取一半进行计算。 5.轴对称问题的有限元法

如果弹性体的几何形状、边界条件和载荷都对称于某一轴线,则弹性体受载时的位移、应变和应力也都对称于这个轴线,这类问题称为轴对称问题。 6.有限元法的发展趋势

有限元的应用大大提高了企业的设计效率,优了设计方案,缩短了产品的开发周期。越来越多的企业和技术人员意识到CAE技术是一种巨大是生产力。可以预见,不久的将来,有限元法的应用,必将更加普及,将会有更大的突破必将推动了科技进步和社会发展,并且会取得巨大的经济效益。

2、反求工程设计法

下面介绍反求工程设计方法。 1.反求工程技术的基本概述

反求工程(Reverse Engineering,简称:ER) 也称逆向工程,就是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的综合的一项新技术。反求工程类似于反向推理,属于逆向思维体系。它以社会方法学为指导,以现代设计理论、方法、技术为基础,运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维,对已有的产品进行解剖、分析、重构和再创造,在工程设计领域,它具有独特的内涵,可以说它是对设计的设计。

反求工程技术是测量技术,数据处理技术,图形处理技术和加工技术相

结合的一门结合性技术。随着计算机技术的飞速发展和上述单元技术是逐渐成熟,近年来在新产品设计开发中愈来愈多的被得到应用,因为在产品开发过程中需要以实物(样件)作为设计依据参考模型或作为最终验证依据时尤其需要应用该项技术,所以在汽车,摩托车的外形覆盖件和内装饰件的设计,家电产品外形设计,艺术品复制中对反求工程技术的应用需求尤为迫切。以下是反求工程技术的具体工作流程

2. 反求工程的研究内容

反求工程技术的研究对象和内容很多,主要分为以下三大类: 实物类:主要指先进产品设设备的食物本身。

软件类:包括先进产品设备的图样、程序、技术文件等。

影像类:包括先进产品设备的图片、照片和以音像形式出现的资料。 3.反求工程的关键技术

①表面数字化技术

表面数字化就是通过特定的测量设备和测量方法获得零件表面离散点的几何坐标数据。只有获得了样件的表面三维信息,才能实现复杂曲面的建模、评价、改进、制造。因而,高效、高精度地实现样件表面的数据采集。

②表面重建技术

反求工程的目标是根据离散的数据点集构造出分段、光滑的CAD模型,因此重建技术成为反求工程的关键技术 4.反求工程技术的现状与展望

我国当前现状是:我国是世界制造业大国,但是我们不是制造业强国。众多周知,我国被称为世界的工厂,所以我们必须清醒的认识到我们技术的有限性,真正的核心技术并不被我们直接接触。据统计,百分之七十以上的技术来源于国外,反求工程技术作为掌握技术的一张手段,可使产品研制周期缩短百分之四十以上,极大地提高了生产率,对我国的国民经济的发展和科学技术水平的提高具有重大意义。反求工程技术的研究日益引人注目,在数据处理、曲面片拟合、几何特征识别、商用软件和坐标测量技术等研究开

发上已经取得很大成绩但在实际应用中还有好多不足,以后也许会在数据测量、数据的顶处理、曲面拟合、集成技术、有限元分析等技术有所突破。

三、结论

随着计算机水平的不断发展,有限元的理论和应用得到了迅速的发展,有限元软件的功能也在不断的增加。有限元法在产品的设计和研制中所显示出的无可伦比的优越性,成为机械设计中的一个重要工具。而反求工程是一门开拓性、综合性和实用性很强的技术。尽管国内外已有大量成功经验,但目前还很少有这方面系统的论著,大多散见在各个行业的案例或设计资料中,很多企业也不愿将其反求技术公开。在复杂外形产品的建模和新产品开发中都有着不可替代的作用,充分利用反求工程技术,加快产品创新步伐,提高市场竞争力,为企业和市场带来活力和显著地经济效益。对此我们应该看到,反求工程有其独特的共性技术和内容,将是一门重要的科技分支。

四、参考文献

[1]张鄂.现代设计理论与方法[M]. 北京:科学出版社,2007. [2]俞铭华,吴剑国,曹骥,王林.管义锋.有限元法与面向对象编程[M].北京:科学出版社,2004.

[3]刘桂芹,江进国,段成龙,曹明.黄亚星.有限元法及其在现代机械工程中的应用[J].机械研究与应用,2005,(4).

[4]李霞,宋海堂.ANSYS在机械设计中的应用[J].计算机技术应用,2007,(11).

[5]杨秀萍,宗升发,曹晓郦.液压机结构设计的有限元法[J].重型机械,2003,(6).

[6]李开泰.黄艾香。黄庆怀.有限元方法及其应用[M].北京:科学出版社.2006.

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