劉譯麟數(shù)字數(shù)字化設計與制造

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1、數(shù)字化設計與制造院（部）：應用技術學院專業(yè)：機械設計制造及其自動化班級：1082班學號：201013090212學生姓名：劉譯麟6一、數(shù)字化是制造技術創(chuàng)新的基本手段數(shù)字化改變了社會，改變了制造，改變了制造技術。從手工作業(yè)使用圖板到計算機二維繪圖和ＮＣ加工，從三維設計到數(shù)字樣機，由數(shù)字化工藝過程設計到數(shù)字化制造、虛擬制造，從CAD應用到數(shù)字化企業(yè)（DigitalEnterprise）的發(fā)展，使傳統(tǒng)的制造發(fā)生了質的變革。數(shù)字化程度已經(jīng)成為衡量設計制造技術水平的重要標志。實踐表明，數(shù)字化技術是縮短產(chǎn)品

2、研制周期、降低研制成本、提高產(chǎn)品質量的有效途徑，是建立現(xiàn)代產(chǎn)品快速研制系統(tǒng)的基礎。人類在２０世紀取得了令人矚目的制造技術成果，其中CAD/CAM技術是突破性創(chuàng)新成果，并由此孕育了先進制造技術。在先進制造技術的發(fā)展過程中，有四項技術具有里程碑的性質，分別是ＣＡＤ技術、ＮＣ技術、智能技術和集成技術。二、數(shù)字化制造與設計的意義與作用易于實現(xiàn)設計的并行化。相對與傳統(tǒng)設計過程的串行化，數(shù)字化設計可以讓一項設計工作由多個設計隊伍在不同的地域分頭并行設計、共同裝配，這在提高產(chǎn)品設計質量與速度方面具有重要的意義

3、?？删_地預測和評價產(chǎn)品的可制造性、加工時間、制造周期、生產(chǎn)成本、零件的加工質量、產(chǎn)品質量和制造系統(tǒng)運行性能零件和產(chǎn)品的可制造性分析、生產(chǎn)規(guī)劃與工藝規(guī)劃的評價與確認、敏捷企業(yè)和分散化網(wǎng)絡生產(chǎn)系統(tǒng)中合作伙伴的選擇、生產(chǎn)過程和制造系統(tǒng)設計與優(yōu)化網(wǎng)上制造資源的查詢與優(yōu)選低成本的人員培訓工具。三、數(shù)字化設計的基本方法這個學期主要學習了七種分析方法：運動仿真分析、有限元分析、疲勞分析、優(yōu)化設計、動力分析、熱分析、接觸分析等。學習這些方法，個人認為已經(jīng)具備了一定的CAD/CAM的基礎，可以利用系列件、標準件

4、、借用件、外購件來完成設計。在PDM的環(huán)境下進行數(shù)字化制造。1.運動仿真分析、此次實驗以連桿機構運動仿真模型例進行了具體的運動學及動力學參數(shù)分析，使我們深刻了解了采用三維軟件進行運動學及動力學參數(shù)分析的計算機輔助方法。借助于UG的Motion功能，能夠有效地分析機構運動過程中的運動特性和規(guī)律。這使得機械設計工程師從復雜的理論計算中解放出來，將更多的精力放在優(yōu)化設計及結構設計上，具有一定的實用價值。另外，通過三維軟件仿真分析，可以得出正確的理論數(shù)據(jù)和曲線，給予我們作結構設計及優(yōu)化設計提供了理論基礎

5、和條件。61.有限元分析、有限元分析法（FEA）已應用得非常廣泛，現(xiàn)已成為年創(chuàng)收達數(shù)十億美元的相關產(chǎn)業(yè)的基礎。即使是很復雜的應力問題的數(shù)值解，用有限元分析的常規(guī)方法就能得到。此方法是如此的重要，以至于即便像這些只對材料力學作入門性論述的模塊，也應該略述其主要特點。不管有限元法是如何的卓有成效，當你應用此法及類似的方法時，計算機解的缺點必須牢記在心頭：這些解不一定能揭示諸如材料性能、幾何特征等重要的變量是如何影響應力的。一旦輸入數(shù)據(jù)有誤，結果就會大相徑庭，而分析者卻難以覺察。所以理論建模最重要的作

6、用可能是使設計者的直覺變得敏銳。有限元程序的用戶應該為此目標部署設計策略，以盡可能多的封閉解和實驗分析作為計算機仿真的補充。在實踐中，有限元分析法通常由三個主要步驟組成：1、前置處理：用戶需建立物體待分析部分的模型，在此模型中，該部分的幾何形狀被分割成若干個離散的子區(qū)域——或稱為“單元”。各單元在一些稱為“結點”的離散點上相互連接。這些結點中有的有固定的位移，而其余的有給定的載荷。準備這樣的模型可能極其耗費時間，所以商用程序之間的相互競爭就在于：如何用最友好的圖形化界面的“預處理模塊”，來幫助用

7、戶完成這項繁瑣乏味的工作。有些預處理模塊作為計算機化的畫圖和設計過程的組成部分，可在先前存在的CAD文件中覆蓋網(wǎng)格，因而可以方便地完成有限元分析。2、分析：把預處理模塊準備好的數(shù)據(jù)輸入到有限元程序中，從而構成并求解用線性或非線性代數(shù)方程表示的系統(tǒng)u和f分別為各結點的位移和作用的外力。矩陣K的形式取決于求解問題的類3、后置處理，用戶需仔細地研讀程序運算后產(chǎn)生的大量數(shù)字，即型，本模塊將概述桁架與線彈性體應力分析的方法。商用程序可能帶有非常大的單元庫，不同類型的單元適用于范圍廣泛的各類問題。有限元法的

8、主要優(yōu)點之一就是：許多不同類型的問題都可用相同的程序來處理，區(qū)別僅在于從單元庫中指定適合于不同問題的單元類型。?[2]前置處理是建立有限元模型，完成單元網(wǎng)格劃分；后置處理則是采集處理分析結果，使用戶能簡便提取信息，了解計算結果。2.疲勞分析、疲勞是指結構在低于靜態(tài)極限強度載荷的重復載荷作用下，出現(xiàn)斷裂破壞的現(xiàn)象。例如一根能夠承受300KN拉力作用的鋼桿，在200KN循環(huán)載荷作用下，經(jīng)歷1,000,000次循環(huán)后亦會破壞。導致疲勞破壞的主要因素如下：1、載荷的循環(huán)次數(shù)；2、每一個循環(huán)的應力幅；3、