设计分析一体化-制造业.PDFVIP

设计分析一体化设计分析一体化 设计分析一体化设计分析一体化 ——崭新的产品开发手段 SolidWorks 大中国地区技术总监 陈超祥 摘要：摘要：设计分析软件应该易于使用，同时应该允许用户介入。集成设计分析软件应该为用户提供控制网格化、 摘要：摘要： 单元 类型和顺序、理想化方案和所需求解方法的功能。 产品开发过程瓶颈产品开发过程瓶颈 - - 原型机开发及测试原型机开发及测试 产品开发过程瓶颈产品开发过程瓶颈 -- 原型机开发及测试原型机开发及测试 新产品投入生产之前，需要进行原型机测试，以确保产品的性能符合客户的要求。某些测试只需要简单的 物理 样机，而其它测试（例如结构完整性测试）可能需要功能齐全的物理原型机。功能齐全的原型机比较昂 贵，需要较 长的制造时间，并会延长产品开发周期。尤其在需要许多原型机时更是如此。原型机测试通常会发 现一些设计上的 问题，这就要求重新制造原型机并进行测试以检查修改后的设计。通常，在产品设计最终定 型之前，需要经历数次 成本高昂的设计－原型机迭代。 图片1 由Bucyrus International, Inc.提供 随着二十世纪九十年代信息技术的高速发展,产品开发过程从原型机制造－测试过程发展成为一种全新的 产 品开发方法，即借助计算机辅助设计(CAD) 技术来开发产品。工程师开始使用有限单元方法（通常称为有限 单元分 析(FEA)）来分析目标设计的计算机模型，从而节省了制造和测试原型机所需的费用和时间。利用FEA， 工程师可以 在各种强度下仿真设计模型的反应，并使用这些结果来改进设计性能，最大程度地减少对物理原 型机的需求。 什么是设计分析？什么是设计分析？ 什么是设计分析？什么是设计分析？ 用最简单的话来说，设计分析是一种用于在计算机上模拟物理行为的强大的软件技术。它会坏吗？它会 变形 吗？它会不会变得过热？对于这些类型的问题，设计分析能够给出明确的答案。工程师不需要制造原型机 并精心制 订测试计划来分析产品的物理行为，只需在计算机上快速而精确地获得这些信息。由于设计分析可以 最大限度地减 少甚至避免对物理原型机和测试的需要，因此，在过去的十年中，这种技术已成为主流技术，在 制造业作为一种重要的产品开发工具使用，并且几乎应用于所有工程领域。 在图 2 中，红色区域表示潜在的故障 机械工程领域最常用的设计分析应用程序是应力分析。工程师通过对 某个零件的应力 （包 结构应力和热应 力）进行研究，确定它是否会出现故障以及是否需要对设计进行修改以避 免这些潜在问题的发生。设计分析还用于 确定零件变形的可能性、零件和装配体的共振频率和振动模式、动力特 性和地震反应、接触应力、温度分布等等。 同时，设计分析还可用于分析流体：流体在管道中是气体还是液体、 引擎进气管的空气和燃料的混合情况，以及熔 融塑料在模具中的填充情况。设计分析真正的作用在于能够在不制 造任何物件的情况下精确地执行这些类型的研究中的任一种。所需的只是一个由计算机辅助设计软件(CAD)产生 的数字模型。 设计分析一体化设计分析一体化 设计分析一体化设计分析一体化 早期的设计分析软件包是相互独立且专业程度非常高的应用程序,与计算机辅助设计软件并不相连。自二 十世纪九十年代中期起，随着以下重大技术的发展，行业主流开始从物理原型机转变为三维设计分析： - 三维实体建模软件变得更强大、价格更低廉、更易于使用； - 设计分析软件更强大、价格更低廉，更易于非专业人士使用