以物理测试整合三维机械设计和分析.pdf

白皮书 以物理测试整合三维机械设计和分析 目 录 绪论 1 传统分析和测试 的任务 2 集成分析/测试实例 3-11 T 设计验证集成运动控制 12-13 结论 14 F O S Y R D ® SolidWorks Corporation COSMOS 绪 论 在传统设计零件和装配体的过程中，机械工程师建立模型、在可控的条件下分析 他们的模型，并在测试工程师合格/不合格的评估中通过物理原型 —“越过人墙”。 这期间有任何问题都会被“扔回去”进行设计更改，虽然有必要，但这在无形中增加 了原型成本，并增加了产品开发时间。 如果能打破这堵墙，分析和测试紧紧结合在一个环节，两个部门将或得以下好处： 对分析结果更有信心，支持更早的设计决定。 测试和分析数据相互联系在一起，以校准分析。 用基于试验的数据输入，以推动改进分析模型。 利用分析结果，得出推荐的传感器位置及测试场景。 达到一种更快，更便宜和更好的产品开发周期 设计任务、分析和测试产品之间的一体化对建立这样一个协作环境是至关重要的。 T 传统分析和测试的任务 F 因素分析 一旦零件和装配体的实体模型已经建立，设计师/工程师就定义了一整套边界条件及 运作条件，然后，通过有限元分析（FEA ），以确定零件对那些条件的行为效果。比 O 如，在静态分析中，施加一个特定的载荷，确定对应的应力结果；在一个热分析中， 在特定的某个地方给定一个发热源，确定零件或装配体中的温度分布；当涉及到流体 力学，一个内部均匀流体分析能同时考虑流体和温度因素，通过分析能得到多种结果 S 图表，诸如预期速度、温度分布和压力。 影响这种分析精度的两个基本来源： Y 1) 分析软件的数学算法和实际编码 2) 问题定义过程中的简化或假设，无论是基于几何或物理模型 R 近年来，计算机性能的迅速提高（特别是台式机级别）以及与不断完善的有限元分析 算法相结合，产生极其可靠和有能力的分析软件包。因此，现在影响精度的主要来源 D 是假设做出的决定，参数如下： 以物理测试整合三维机械设计和分析 no. 1 传统分析和测试的任务 • 材料属性 • 边界条件 • 几何模型的理想化 • 物理简化，例如： - 相对刚度变化行为 - 线性和非线性行为 理想情况下,对于这些输入条件，工程师们将基于数值本身不断完善数据的来 源。 机械测试程序因素 在设计“测试—调校”某一特定的