现代制造理论与技术五机械制造中建模理论与应用
制造系统建模与仿真在工业工程中的应用
制造系统建模与仿真在工业工程中的应用摘要：建模与仿真技术是21世纪信息技术和制造技术结合的桥梁，是使企业产生最大经济效益的核心技术，也是21世纪制造业的一项关键支撑技术。
本文阐述了仿真技术在制造业的地位和作用，总结建模与仿真技术的特点，给出了制造业建模与仿真技术的方展方向。
关键词：制造系统建模仿真仿真应用系统建模与仿真技术是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型参与已有或设想的系统进行研究、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估、维护、和报废(全生命周期)活动的一门多学科的综合性技术1制造业建模与仿真技术的地位制造业是国民经济和社会发展的物质基础，是国家综合国力的重要体现；21世纪的制造业仍然是国家经济和国防建设的命脉，也是国家经济实现快速增长的重要因素。
制造业是所有与制造有关的企业机构的总体，是国民经济的支柱产业，它一方面创造价值，生产物质财富和新的知识，另一方面为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步与发展提供先进的手段和装备。
现代制造的基本特点是大制造和全过程。
“大制造”应包括光机电产品的制造、工业流程制造、材料制备等，它是一种广义制造概念。
“全过程”，不仅包括从毛坯到成品的加工制造过程，还包括产品的市场信息分析，产品决策，产品的设计、加工和制造过程，产品的销售和售后服务，报废产品的处理和回收，以至产品的全寿命过程的设计、制造和管理。
由于国内外市场竞争的加剧，科学技术发展迅速，产品更新换代速度加快及人们对产品多样化的需求增加，先后出现了柔性制造，计算机集成制造、并行工程、虚拟制造、敏捷制造、网络化制造、现代集成制造、下一代制造、综合制造等新的先进制造理念和哲理。
但是，从整体来看，制造业的发展离不开先进的信息与知识技术、全面的建模与仿真技术、精密的工艺与装备技术和高效的企业集成技术共四大关键技术。
《2024年多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究》范文
《多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究》篇一一、引言随着制造业的快速发展，多轴数控机床作为现代制造技术的重要组成部分，其精度和效率直接影响到产品的质量和生产效率。
因此，对多轴数控机床的精度建模与误差补偿方法进行研究，具有重要的理论价值和实践意义。
本文旨在探讨多轴数控机床的精度建模及误差补偿方法，以期为提高机床的加工精度和稳定性提供理论支持。
二、多轴数控机床精度建模多轴数控机床的精度建模主要包括几何精度建模和运动学精度建模两个方面。
几何精度建模主要关注机床各部件的几何形状、尺寸和相对位置等参数对机床整体精度的影响；运动学精度建模则主要关注机床运动过程中各轴的运动轨迹、速度和加速度等参数对加工精度的影响。
在几何精度建模方面，需要综合考虑机床的机械结构、传动系统、导轨系统等因素，建立准确的数学模型，以便分析各因素对机床精度的影响。
运动学精度建模则需要基于机床的运动学原理，建立各轴的运动方程，分析各轴在运动过程中的动态特性，以及其对加工精度的影响。
三、误差来源及分析多轴数控机床的误差来源主要包括机床本身的制造误差、装配误差、热误差、切削力引起的误差等。
这些误差会导致机床的几何精度和运动学精度下降，从而影响加工质量。
因此，需要对这些误差进行深入分析，找出其主要来源和影响因素。
四、误差补偿方法针对多轴数控机床的误差，可以采取多种补偿方法。
其中，误差预测模型法、神经网络法、模糊控制法等是较为常用的方法。
这些方法可以根据不同的误差来源和影响因素，建立相应的预测模型或补偿算法，对机床的误差进行实时补偿。
具体而言，误差预测模型法可以通过建立机床误差与各影响因素之间的数学模型，预测机床的误差值，并进行实时补偿。
神经网络法则可以利用神经网络的学习和记忆能力，对机床的误差进行学习和预测，并实现自动补偿。
模糊控制法则可以利用模糊控制理论，对机床的误差进行模糊化处理，并实现精确补偿。
五、实验研究为了验证所提出的误差补偿方法的有效性和可行性，需要进行实验研究。
CAE技术及其在汽车行业中的应用(最新整理)
CAE技术及其在汽车行业中的应用宋新旺(金陵科技学院机电工程学院，江苏南京211169)摘要：汽车CAE技术对降低产品开发成本、缩短产品研发周期具有重要的意义，改变了汽车研发的传统模式，国外汽车CAE技术的应用已经十分成熟，几乎渗透到了汽车开发的各个环节。
随着国内汽车自主研发能了的快速发展，汽车CAE技术作为整车开发中的核心技术之一，已经引起了主机厂足够的重视，掌握和利用好汽车CAE技术是缩短和赶超国外先进水平的关键。
关键词：CAE技术应用领域汽车行业是一个告诉发展的行业，其竞争也日趋激烈，新产品推出的速度也越来越快，这也对CAE应用提出了越来越多的要求。
CAE技术为汽车行业的高速发展提供了有力的技术保障，为企业带来了巨大的经济效益。
一、CAE技术简介1、CAE技术及CAE软件计算机辅助设计、计算机辅助制造技术已经在一些大中型企业里得到应用，并取得比较好的成绩。
计算机辅助制造技术包括：1、CAD——计算机辅助没计2、CAM——计算机辅助制造3、CAE——计算机工程分析。
以上三种计算机辅助制造技术并不完全是独立的制造辅助技术，他们通过各种软件进行交叉分析，力图实现设计与分析的一体化，以简化设计过程，从而提升产品的品质，改善产品的性能。
例如，CAD软件重在制作二维和三维的图形，以表现事物的主要特征。
对于物体的内部特征，CAD软件往往用剖视图对模型进行剖视。
但是这种表示方法并不能直观的体现复杂机构的内部构成，不利于机械的设计与进一步的改进。
这时就要建立物体的三维模型，对物体图形直接进行CAE分析。
此时，CAD/CAE技术就很好的解决了工程设计与计算相脱节的问题，对实现并进行工程设计提供了技术基础。
在互相结合交叉发展的同时，CAD,CAM,CAE又分别在自己的领域进行突破性的发展。
在这三者之中，C A E软件的主要功能是借助计算机，实现在产品生产以前对设计方案进行精确试验、分析和论证——即利用CAE技术进行真实模拟。
机械系统动力学建模与仿真
机械系统动力学建模与仿真机械系统动力学建模与仿真是现代机械设计的重要内容之一，如何掌握机械系统动力学建模与仿真是现代工程设计人员的核心能力，本文以此详述机械系统建模与仿真的过程，以及现代机械动力学建模与仿真过程中应注意的问题与现状，为现代工程设计人员的设计提供新思路，为机械系统动力学与仿真的进一步发展提供理论基础。
标签：机械动力学；建模与仿真；现代工程设计动态仿真在制造业应用非常广泛，经过长期的实践检验，表明动态仿真理论与方法可以明显的提高设计的速度和质量，继而大大降低设计成本，是现代制造业中新产品设计的一个发展趋势，是从事现代制造工程的高级设计人员必须掌握的重要工具之一。
1 动态仿真的作用及过程对于现代制造产业，动态仿真是根据现实制造系统现状对新产品、新技术对象的抽象属性的模仿，针对这种模型在计算机上进行模拟和实验，根据计算机获得的实验数据进行，获得这种模型的资料、信息以及结果，最后对现实制造业中的新产品或者新技术设计方案做出合理正确的评估。
随着计算机行业的快速发展，计算机的容量及计算速度有了快速的提高，为动态仿真的实现提供了有利的工具。
建立在计算机强大的计算能力和速度，近代来，动态仿真有了蓬勃的发展。
采用计算机技术和制造技术对实际中一些新产品的设计与开发进行建立数学模型，并在抽象出的实验条件下（如载荷、湿度、温度等）对模型进行动态再现的一种融合性技术。
这种技术具有效率高、运行安全、受环境的约束影响少、各种比例尺可以改变、使用方便等优点，在航天、航空、核工业、机械工程、化工等工程技术领域有广泛的应用，成为现代科学设计、优化方法的发展趋势。
然而，这种动态仿真技术主要应用于科研机构和大型公司，在中小企业应用不多，还需要进一步推广，基于此本文主要针对动态仿真技术在机械制造业的使用过程及现状进行研究，促进动态仿真技术的推广及提高中小型制造业设计创新能力。
2 动态仿真的步骤根据制造业的特点，新产品新技术动态仿真的步骤主要有3步。
现代机械加工中五轴数控技术的应用研究
现代机械加工中五轴数控技术的应用研究发表时间：2019-12-27T16:50:29.397Z 来源：《中国电业》2019年第17期作者：周福学[导读] 在机械制造行业中，数控机床的应用范围更广、使用量较大，属于高新技术产品摘要：在机械制造行业中，数控机床的应用范围更广、使用量较大，属于高新技术产品，主要发挥着完成精密以及超精密加工的功能。
就现阶段的制造行业的发展情况来说，其对机械零部件的尺寸精度、几何形状复杂程度等有了更高的要求，因此，要求相关人员明确数控机床的加工精度建模。
在这样的条件下，探究基于关键部件几何误差的数控机床加工精度建模有着较高的现实价值，需要相关人员重点关注。
鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对现代机械加工中五轴数控技术的应用研究提出了一些建议，仅供参考。
关键词：现代机械加工；五轴数控技术的应用；研究引言数控技术在机械加工方面扮演着关键性的角色作用，数控技术的广泛应用，有利于提高实际工作效率以及人们的生活水平。
但目前我国数控技术的发展还处于初始发展阶段,尤其是五轴数控技术在国内更是处于萌芽状态，各种各样的高尖端技术成果不理想以及不同等级的数控技术人才严重匮乏。
所以，要破此局，要从以下两个方面着手：一、需要国家相应的政策支持,加大在职业教育方面的投资力度，支持职业院校敞开校门，面向社会广泛开展培训，推动学历教育与培训相互融合、相互促进。
坚持统筹资源，协同推进。
二、国家要鼓励并扶持企业的创新和发展，要充分发挥企业主体作用，全面推行终身职业技能培训制度。
1、现代机械加工中五轴数控技术的概述随着工件需求的不断提升，五轴以上数控机床已陆续被开发并投入使用，但其开发和工艺难度较大。
因此，市面上的多轴数控机床多指四轴、五轴数控机床这两类。
多轴数控机床运动链，即工件与刀具之间由4个以上运动轴互相联结并构成相对可动的系统。
该配合件的多轴数控加工整体流程是：建立加工模型→建立数据转换关系式→确定加工工艺→优化加工刀路轨迹→优化切削参数→多轴数控加工→获得加工产品。
《装配线仿真与装配件检测关键技术研究及应用》
《装配线仿真与装配件检测关键技术研究及应用》一、引言随着制造业的快速发展，装配线作为生产过程中的重要环节，其效率与质量直接影响到产品的整体性能和企业的竞争力。
因此，对装配线进行仿真与优化，以及装配件的检测技术成为现代制造业研究的热点。
本文将探讨装配线仿真的关键技术，分析装配件检测的核心理念，并探讨其在实际应用中的效果。
二、装配线仿真技术研究1. 仿真模型构建装配线仿真的第一步是构建仿真模型。
该模型需要详细描述装配线的工艺流程、设备布局、人员操作等关键信息。
通过分析生产过程中的各个环节，建立相应的数学模型和物理模型，为后续的仿真分析提供基础。
2. 仿真软件应用目前，市面上存在多种装配线仿真软件，如Flexsim、Witness等。
这些软件具有强大的建模、分析和优化功能，可以实现对装配线的实时监控和预测。
通过仿真软件，可以分析装配线的生产效率、瓶颈环节、设备利用率等关键指标，为优化生产流程提供依据。
三、装配件检测关键技术研究1. 检测方法装配件检测的关键在于选择合适的检测方法。
常见的检测方法包括视觉检测、激光检测、红外检测等。
这些方法具有高精度、高效率的特点，可以实现对装配件的快速、准确检测。
其中，视觉检测技术通过图像处理和模式识别等技术，实现对装配件的外观、尺寸、位置等信息的检测。
2. 检测系统设计装配件检测需要设计一套完整的检测系统。
该系统包括硬件和软件两部分。
硬件部分包括相机、光源、传感器等设备，用于实现对装配件的实时检测。
软件部分则负责处理和分析检测数据，生成检测报告。
同时，还需要对检测系统进行定期维护和升级，以保证其稳定性和可靠性。
四、应用实践装配线仿真与装配件检测技术在实际生产中得到了广泛应用。
以某汽车制造企业为例，该企业采用Flexsim软件对装配线进行仿真分析，发现生产过程中存在瓶颈环节和设备利用率低的问题。
针对这些问题，企业优化了生产流程和设备布局，提高了生产效率。
同时，该企业还采用了视觉检测技术对装配件进行检测，实现了对装配件的快速、准确检测，提高了产品质量和客户满意度。
现代制造技术复习资料.doc
现代制造技术复习资料.doc第⼀章绪论0先进制造技术定义：在传统制造技术基础上不断吸收机械?电⼦?信息?材料?能源和现代管理等⽅⾯的成果, 并将其综合应⽤于产品设计?制造?检测?管理?销售?使甩服务的制造全过程,以实现优质. ⾼效?低耗?清洁?灵活的⽣产，提⾼对动态多变的市场的适应能⼒和竞争能⼒的制造技术总称,也是取得理想技术经济效果的制造技术的总称.1、制造系统：指由制造过程及其所涉及的硬件、软件和⼈员组成的⼀个具有特定功能的有机整体2、制造：是⼈类所⽤经济活动的基⽯，是⼈类历史发展和为名进步的动⼒3、制造技术是制造业为国民经济建设和⼈民⽣活⽣产各类必需物资(包括⽣产资料和消费品)所使⽤的所有⽣产技术的总称，是将原材料和其他⽣产要素经济、合理和⾼效地转化为可直接使⽤的具有⾼附加值的成品/半成品和技术服务的技术群。
这些技术包括运⽤⼀定的知识、技能，操纵可以利⽤的物质、⼯具，采取各种有效的策略、⽅法等。
4、现代制造技术的特点(1)现代制造技术的研究范围更加⼴泛，涵盖了从产品设计、加⼯制造到产品销售、使⽤、维修和回收的整个⽣命周期。
(2)现代制造古城呈多学科、多技术交叉及系统优化集成的发展态势。
(3)现代制造技术的基础是优质、⾼效、低耗、⽆污染或少污染的加⼯⼯艺，在此基础上形成了新的先进加⼯⼯艺与技术(4)现代制造技术从单⼀⽬标向多元⽬标转变，强调优化制造系统的产品上市时间、质量、成本、服务、环保等要素，以满⾜⽇益激烈的市场竞争的要求。
(5)现代制造技术正在从以物质流和能源流为要素的传统制造观向着以信息流、物质流及能源流为要素的现代制造观转变，信息流在制造系统中的地位已经超越了物质流和能源流(6)现代制造技术特别强调以⼈为本，强调组织、技术与管理，制造技术与⽣产管理相互融合、相互促进，制造技术的改进带动了管理模式的提⾼，⽽先进的管理模式⼜推动了制造技术的应⽤。
5、现代制造技术的发展趋势(1)现代设计技术不断现代化(2)现代加⼯技术不断发展(3)柔性化程度不断提⾼(4)集成化成为现代制造系统的重要特征(5)现代制造管理模式发⽣重⼤变化(6)绿⾊制造成为未来制造业的必然选择(7)制造全球化正在加速第⼆章基础理论与⽅法K制造系统的基本构成：制造系统式由众多的要素和⼦系统组成的有机整体，因⽽在⼦系统与要素之间存在着组织、协调等管理问题。
机械制造工艺理论和技术的发展
态转换的可能性或条件（确定性条件） 条件满足，继续沿分支前进，实现逻辑“与” 条件不满足，回出发节点并转向另一分支，实现逻辑“或” 分支终点列出应采取的行动（决策行动）
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7.3.1 特种加工技术
特种加工概念
特种加工领域—— 特种加工又称为非传统性加工（ Non特种加工领域 ——特种加工又称为非传统性加工 （ NonTraditional Manufacturing-NTM） 。 特种加工的概念是相对 Manufacturing-NTM ） 的，其内容将随着加工技术的发展而变化。 其内容将随着加工技术的发展而变化。 特种加工方法种类 ——根据加工机理和所采用能源，可分为：
加工工艺
工艺装备 时间定额 工厂、车间设计
○
○
供应计划
○ ○ ○ ○ ○
生产周期
生产成本
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7.2.5 优化原理
优化原理——将已有优化方法应用到工艺问题 优化原理——将已有优化方法应用到工艺问题 优化目标—— 在保证质量前提下， 达到最高生产率 、 优化目标 ——在保证质量前提下 ， 达到最高生产率、 最 低成本或最大利润率 核心问题——建立和求解优化问题数学模型 核心问题——建立和求解优化问题数学模型
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7.3.1 特种加工技术
特种加工特点 特种加工方法主要不是依靠机械能， 特种加工方法主要不是依靠机械能 ， 而是用其它能量 （如电能、光能、声能、热能、化学能等）去除材料。 如电能、光能、声能、热能、化学能等）去除材料。 特种加工方法由于工具不受显著切削力的作用， 特种加工方法由于工具不受显著切削力的作用 ， 对工具 和工件的强度、硬度和刚度均没有严格要求。 和工件的强度、硬度和刚度均没有严格要求。 一般不会产生加工硬化现象。 且工件加工部位变形小， 一般不会产生加工硬化现象 。 且工件加工部位变形小 ， 发热少， 或发热仅局限于工件表层加工部位很小区域内， 发热少 ， 或发热仅局限于工件表层加工部位很小区域内 ， 工件热变形小，加工应力也小，易于获得好的加工质量。 工件热变形小，加工应力也小，易于获得好的加工质量。 加工中能量易于转换和控制， 加工中能量易于转换和控制 ， 有利于保证加工精度和提 高加工效率。 高加工效率。 特种加工方法的材料去除速度， 一般低于常规加工方法， 特种加工方法的材料去除速度 ， 一般低于常规加工方法 ， 这也是目前常规加工方法仍占主导地位的主要原因。 这也是目前常规加工方法仍占主导地位的主要原因。
自动化专业导论智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学
自动化专业导论智慧树知到课后章节答案2023年下哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学绪论单元测试1.世界上第一个工业化国家是（）A:韩国 B:中国 C:英国 D:日本答案:英国2.在工业信息化的阶段划分中，系统化的主要特征是（）A:应用计算机 B:通信、网络 C:数据、控制 D:系统、管理、集成答案:系统、管理、集成3.（）是现代化进程中的基石A:自动化技术 B:自动化科学 C:自动化 D:自动化科学技术答案:自动化科学技术4.计算机集成制造系统英文简称是（）A:CIES B:CIPS C:CINS D:CIMS答案:CIMS5.在世界范围内工业化发展的三个阶段中，自动化的主要特征是（）A:应用网络 B:电子控制器 C:应用电机 D:使用机器答案:电子控制器6.在世界范围内工业化发展的三个阶段中，电气化在工业化中的主要作用是形成刚性自动化生产线。
（）A:对 B:错答案:错7.自动化是指设备、过程或系统在没有人或较少人的参与下，按照人的期望和要求，通过自动运行或自动控制，完成其承担的任务。
（）A:对 B:错答案:对8.“工业化”是指现代工业在国民经济中占主导地位。
（）A:错 B:对答案:错9.在“机”的基础上通过“网”与“流”分别构成（）A:网络化 B:先进自动化 C:电气化 D:基础自动化答案:先进自动化;基础自动化10.工业信息化可以被划分为以下哪几个阶段（）A:计算机化 B:系统化 C:数据化 D:网络化答案:计算机化;系统化;网络化第一章测试1.控制系统中，如果输入量和反馈量的极性相反，两者合成的过程是相减，则称为（）A:串联 B:正反馈 C:负反馈 D:并联答案:负反馈2.用于表示测量系统的输出值与被测量间的实际曲线偏离理想直线型输入输出特性的程度的物理量是（）A:线性度 B:重复度 C:精确度 D:灵敏度答案:重复度3.下列元件中，不属于放大元件的是（）A:全控型电力电子器件 B:晶闸管 C:电子管 D:偏差传感器答案:偏差传感器4.1945年，美国学者波特将反馈放大器的原理应用到了自动控制系统中，出现了（）A:开环负反馈控制 B:开环正反馈控制 C:并联控制 D:闭环负反馈控制答案:闭环负反馈控制5.下列属于自动控制系统的最基本控制形式的是（）A:扰动控制 B:随机控制 C:闭环控制 D:状态控制答案:闭环控制6.执行元件的职能是将比较元件给出的偏差信号进行放大。
《先进制造技术》学习报告
《先进制造技术》学习报告2010年9月22日这学期我接触了《先进制造技术》这门课, 由于这门课是一门考察科目, 我学得不太认真, 所以我只有从书本上和网上来学习这门科的知识。
以下内容我对先进制造技术的浅谈。
先进制造技术AMT(Advanced Manufacturing Tecnology)是在传统制造的基础上, 不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理技术等方面的成果, 将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程, 以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产, 提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称, 也是取得理想技术经济效益的制造技术的总称。
当前的金融危机也许还会催生新的先进制造制造技术, 特别在生产管理技术方面。
先进制造技术不是一般单指加工过程的工艺方法, 而是横跨多个学科、包含了从产品设计、加工制造、到产品销售、用户服务等整个产品生命周期全过程的所有相关技术, 涉及到设计、工艺、加工自动化、管理以及特种加工等多个领域, 并逐步融合与集成。
可基本归纳为以下四个方面：一、先进的工程设计技术二、先进制造工艺技术三、制造自动化技术四、先进生产管理技术、制造哲理与生产模式五、发展。
一、先进的工程设计技术先进的工程设计技术包括众多的现代设计理论与方法。
包括CAD.CAE、CAPP、CAT、PDM、模块化设计、DFX、优化设计、三次设计与健壮设计、创新设计、反向工程、协同产品商务、虚拟现实技术、虚拟样机技术、并行工程等。
（1）产品（投放市场的产品和制造产品的工艺装备（夹具、刀具、量检具等））设计现代化。
以CAD为基础（造型, 工程分析计算、自动绘图并提供产品数字化信息等）, 全面应用先进的设计方法和理念。
如虚拟设计、优化设计、模块化设计、有限元分析, 动态设计、人机工程设计、美学设计、绿色设计等等；（2）先进的工艺规程设计技术与生产技术准备手段。
在信息集成环境下, 采用计算机辅助工艺规程设计、即CAPP, 数控机床、工业机器人、三坐标测量机等各种计算机自动控制设备设备的计算机辅助工作程序设计即CAM等。
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第一部分主要内容
第1章 机械加工精度
第2章 机械加工表面质量
第3章 精密及超精密加工理论与 方法
第4章 高速加工技术
第5章 机械制造过程中的建模与
分析
2
5 机械制造中的建模与分析
5.1 计算机辅助工程分析() 5.2 机械加工优化 5.3 系统建模与加工仿真技术
参考文献： 张世昌编著，先进制造技术．天津：天津大学出
14
无网格方法主要特点
1）无网格方法可以彻底或部分地消除网格，摆脱或至少是 减轻了对整个结构划分网格的困难，克服了有限单元法等传统 数值分析方法对网格的依赖性以及由网格的生成、网格畸变和 网格移动引起的问题。
2）无网格方法只要建立近似函数时不需要借助于网格，不 论是否需要背景网格计算积分。
有限元方法的基本理论要用到数学、力学等方面的 各种知识。对于一个应用工程师要了解一些有限元的 基本知识，合理应用有限元工具解决工程实际问题。
7
5.1 计算机辅助工程分析()
零件三维建模
来 自 CAD
有
限
网格自动生成 或人工生成
元
方
显示、修改、细化
前置处理
法
修改
工
程
输入材料数据 给定载荷
分
有限元分析
目前，有限元方法仍在不断发展，理论上也不断 的完善。
6
5.1 计算机辅助工程分析()
有限元方法 有限元的基本思想是将结构离散化，用有限个容易
分析的单元来表示，单元之间通过有限个节点相互连接， 然后根据变形协调条件综合求解。由于单元的数目有限， 节点的数目也是有限的，所以称为有限元法。
这种方法灵活性很大，只要改变单元的数目，就可 以使解的精度改变，得到与真实情况无限接近的解。
4
5.1 计算机辅助工程分析()
常见的工程分析包括： 1）对质量、体积、惯性力矩、强度等的计算分析； 2）对产品的应力、变形等静态特性分析； 3）对产品的运行位移、速度、加速度等动态特性分析； 4）液体流场、电磁场分析； 5）温度变化引起变形等，温度分布的温度场分析； 6）系统振动及动态稳定性分析； 7）疲劳特性分析。
版社，2004
3
5.1 计算机辅助工程分析()
长期以来，机械设备的分析与计算一直沿用材料力 学、理论力学和弹性力学所提供的公式来进行。由于有 较多的简化条件，因而计算精度低。为了保证设备的安 全可靠运行，常采用加大安全系数的方法，结果使结构 尺寸加大，浪费材料，有时还会造成结构性能的降低。
近20年来，伴随着计算机技术的发展，出现 了计算机辅助工程分析( )这一新兴学科。采 用技术，即使在进行很复杂的工程分析时也无 须作很多简化，并且计算速度快，精度高。
例如，它可以显示在载荷作用下零件的变形，零 件各部分的应力、应变和温度场的分布。
12
无网格法（ ）
是基于网格的数值方法，在分析涉及特大变形（如加工成型、高速碰撞、 流固耦合）、奇异性或裂纹动态扩展等网格畸变、网格移动问题时遇到了许多 困难。同时，复杂的三维结构的网格生成和重分也是相当困难和费时的。
有限元分析程序
析
显示、输出
后置处理
过
N
满意否
程ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Y
8
结束
5.1 计算机辅助工程分析()
有限元方法单元类型 在采用有限元法对结构进行分析计算时，依据分析
对象的不同，采用的单元类型也不同，常见的有以下 几种单元：
杆、梁单元：是最简单的一维单元，单元内任意点 的变化和应力由沿轴线的坐标确定；
板单元：单元内任意点的变形和应力由X、Y两个坐 标确定，是应用最广泛的基本单元，有三角形板单元 和矩形板单元；
这些工作不仅烦琐、费时，而且容易产生错误。 所以，一个好的有限元程序应该能够自动地或在人 的控制下完成这些工作。
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5.1 计算机辅助工程分析()
有限元法中的前后置处理 有限元的前置处理中，最重要的是网格划分，
在划分完网格后，应将结果显示出来，以供操作者 检查其正确性。在进行有限元网格划分时，网格划 分的密度是一个重要的问题，太密则会大大增加计 算时间，但计算精度却不会成正比地增加。因此， 存在一个最佳网格密度问题，这个问题往往需要多 年工作经验的积累。如果前置处理程序能够自动确 定网格密度，对节省机时的意义非常重要。
另外，在网格划分时，对应力集中区域采用局 部网格加密的办法是十分必要和有效的。
11
5.1 计算机辅助工程分析()
有限元法中的前后置处理
在有限元分析结束后，由于节点的数目非常多， 输出的数据量大得惊人，如果靠人来分析这些数据， 不仅工作量巨大，容易出错，而且也很不直观。所以， 能够自动处理分析结果，并根据操作者的要求以各种 方式显示结果的后置处理就显得尤为重要。
无网格方法是近年来出现的一种比较新的数值方法，采用一种权函数（或 核函数）有关的近似，用权函数表征节点信息，它只需节点信息，不需将节点 连成单元，在数值计算中不需要生成网格，而是按照一些任意分布的坐标点构 造插值函数离散控制方程，就可方便地模拟各种复杂过程。
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无网格法（ ）
分成两类： 一类是以方法为基础的粒子法（ ），如光滑粒子流体 动力学（ ，简称）法，再生核粒子方法，光滑粒子动 力学方法，在其基础上发展的运动粒子半隐式（－ －， 简称）法，单元分解法及多尺度再生核粒子法等 ； 另一类是以方法为基础的无格子法（ ），如无格子／ N—S算法（ ／ ）和无单元伽辽金（）法（ ，简称） 等。
常用的分析方法： 1）有限元方法 2）无网格分析法
5
5.1 计算机辅助工程分析()
有限元方法简介 有限元分析( )技术是最重要的工程分析技术之
一。它广泛应用于弹塑性力学、断裂力学、流体力学、 热传导等领域。
有限元方法是60年代以后发展起来的新的数值计 算方法，是计算机时代的产物。随着计算机技术的发 展，有限元法在各个工程领域中不断得到深入的应用， 现在已遍及宇航工业、核工业、机电、化工、建筑、 海洋等工业，是机械产品动、静、热特性分析的重要 手段。
多面体单元：可以分为四面体和六面体单元； 薄壳单元：由曲面组成的壳单元。
9
5.1 计算机辅助工程分析()
有限元法中的前后置处理 影响有限元法在实践中应用的主要因素是有限
元前后处理功能强大与否。有限元的前置处理包括： 选择所采用的单元类型； 单元的划分； 确定各节点和单元的编号及坐标； 确定载荷类型、边界条件、材料性质等。