SolidWorks的開發(fā)背景

1、3.2.1 SolidWorks的開發(fā)背景制造業(yè)是一個國家重要的基礎(chǔ)工業(yè)，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的載體，也是高新技術(shù)發(fā)展的動力，它擔(dān)負(fù)著為國民經(jīng)濟部門提供技術(shù)裝備的任務(wù)，其發(fā)展水平反映了一個國家的總和實力。目前市場經(jīng)濟全球化的直接后果是制造業(yè)市場競爭更加激烈。表現(xiàn)為產(chǎn)品的更新?lián)Q代加快、質(zhì)量更好、價格更便宜、服務(wù)更完善，迫使企業(yè)不斷追求T、C、S、Q。這就要求企業(yè)盡可能快的響應(yīng)市場變化，制造出滿足用戶各種要求的產(chǎn)品。設(shè)計和制造始終是制造業(yè)中的核心工作。CAD/CAM軟件的開發(fā)應(yīng)用，為產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程提供了一個有效的、強大的手段，極大的促進了制造業(yè)的進步，為制造業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保證。自20世

2、紀(jì)80年代開始，我國設(shè)計單位和個人或早或晚的采用了二維CAD技術(shù)，現(xiàn)已完全實現(xiàn)了國家科委1985年提出的“甩圖板”目標(biāo)。目前在國內(nèi)所有的企業(yè)、研究所和高校，手工繪圖只用于勾畫方案草圖。通過二維CAD軟件二十多年的應(yīng)用實踐，設(shè)計師都感受到了二維CAD軟件在提高繪圖效率、改善圖面質(zhì)量和加強圖紙管理方面的卓越性能，但在提高設(shè)計質(zhì)量、進行技術(shù)創(chuàng)新方面并沒有多大的改進，對設(shè)計師專業(yè)能力的要求一點也沒有降低，甚至解決不了復(fù)雜的投影、漏畫圖線、漏標(biāo)尺寸等問題。傳統(tǒng)二維CAD主要用于代替手工繪圖，確切的說，它只不過是一個高效的繪圖工具而已。SolidWorks是世界上第一個基于Windows平臺的優(yōu)秀三維設(shè)計

3、軟件。在開發(fā)、運作產(chǎn)品十多年的時間里，已經(jīng)在全球發(fā)行了50多萬套軟件，共獲得二十多項國際大獎。1999年獲得全球微型計算機平臺CAD系統(tǒng)評比第一名；2002年從眾多著名的3D軟件中脫穎而出，贏得美國CADENCE權(quán)威雜志最佳編輯獎，從而成為三維設(shè)計軟件快速增長的領(lǐng)導(dǎo)者，是三維軟件的第一品牌。在美國，每500家招聘機械工程師的公司中，要求應(yīng)聘人員必須掌握SolidWorks軟件技能的公司就占464家，包括麻省理工學(xué)院（MIT）、斯坦福大學(xué)等著名大學(xué)已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)學(xué)生的必修課。國內(nèi)的一些大學(xué)如清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、山東大學(xué)、上海多數(shù)工科院校都開設(shè)了Sol

4、idWorks課程，相信在未來的58年內(nèi)，SolidWorks將會與當(dāng)年的AutoCAD一樣，成為3D普及型主流軟件乃至于CAD的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。3.3.1有限元分析的過程有限元法分析結(jié)構(gòu)或者力學(xué)問題時有三種方法：力法、位移法和混合法。力法以應(yīng)力為基本未知量進行求解，基本結(jié)構(gòu)上任意一點的總位移等于多余未知力和原荷載分別作用時所產(chǎn)生位移的總和，也就是所有的力在任意位置上產(chǎn)生的變形之和為零，因此力法可以稱之為位移協(xié)調(diào)法。位移法以位移為基本未知變量進行求解。混合法二者皆有：一部分以位移為未知量，另一部分以力為未知量。三者相比較，位移法方法簡單，思路清晰，在結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)用廣泛。有限元法分析的基本過程：（1）

5、對求解域或結(jié)構(gòu)離散化。從數(shù)學(xué)的角度來說，就是將微分方程近似的轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程組。離散化的作用是將求解域用點、線、面劃分有限個具有一定幾何形狀的單元，單元之間以節(jié)點連接，單元的數(shù)量根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體情況和精度要求而定。雖然有限差分法也需要對求解域進行離散化，但二者離散化的方式不同。有限差分法是直接以問題的控制方程為出發(fā)點，同過網(wǎng)格劃分和差商代替微分進行離散。而有限元法是把微分方程的邊值問題轉(zhuǎn)化為等價的變分問題，同過區(qū)域劃分對泛函進行離散，使用變分原理得出方程組。（2）選擇位移函數(shù)。位移函數(shù)又稱型函數(shù)，是表示單元內(nèi)任意點的位移隨位置變化的關(guān)系。由于位移函數(shù)是按照函數(shù)插值理論用單元節(jié)點位移表示的，所以不能

6、精確的反應(yīng)單元內(nèi)真實的位移分布，這就是有限元法的場近似。（3）確定并集合單元剛度方程，形成有限元法的基本方程。在確定單元類型和位移函數(shù)后，即可建立單元方程。遵循相鄰單元在共同節(jié)點處位移相同的原則，進行整體分析，把單元剛度方程集合起來，形成求解域的剛度方程（4）求解節(jié)點位移，并根據(jù)節(jié)點位移計算出單元應(yīng)力和應(yīng)變。根據(jù)邊界條件求解基本方程，得出節(jié)點位移，得到位移后就可以根據(jù)彈性力學(xué)的幾何方程和物理方程來計算應(yīng)力和應(yīng)變。3.4.2門機圓筒中部開裂原因總結(jié)從上述分析可以看出，若該門機出現(xiàn)操作不當(dāng),年久失修等問題，造成了某些部位（截面）應(yīng)力點上的高峰值，加之該部位某些缺陷及由于設(shè)計和制造上原因造成的應(yīng)力集中等現(xiàn)象的存在，這樣，具有較高數(shù)值的交變載荷在反復(fù)循環(huán)下,導(dǎo)致了疲勞裂紋的出現(xiàn),如不及時修復(fù),裂紋就會擴展成不容忽視的金屬裂