《機械設計基礎》課件第1章

第1章

緒

論

1.1課程概述1.2機械設計的基本要求和一般過程1.3機械零件的材料選擇1.4機械零件的載荷和應力1.5機械零件的工作能力和計算準則1.6機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性1.7機械零件設計中的標準化1.8現(xiàn)代機械設計方法概述習題1.1課程概述1.1.1機械的組成隨著工業(yè)的發(fā)展，機械產(chǎn)品的種類愈來愈多，常見的有工業(yè)上的內(nèi)燃機、機床、起重機、發(fā)電機以及生活中的洗衣機、縫紉機等。圖1-1所示為單缸內(nèi)燃機，它由缸體、活塞、連桿、曲軸、齒輪和凸輪、彈簧、進/排氣閥推桿等組成。當燃氣推動活塞時，通過連桿將運動傳至曲軸，使曲軸連續(xù)轉(zhuǎn)動從而將燃氣的熱能轉(zhuǎn)換為曲軸轉(zhuǎn)動的機械能。為了保證曲軸連續(xù)轉(zhuǎn)動，要求通過進氣閥和排氣閥將燃氣吸入和排出氣缸，而進氣閥和排氣閥的啟閉又是通過凸輪、推桿、彈簧等來實現(xiàn)的。圖1-1內(nèi)燃機根據(jù)機械的功用不同，可以將它們分為動力機械(如內(nèi)燃機、電動機、發(fā)電機和渦輪機等)、工作機械(如金屬切削機床、飛機、汽車、包裝機、運輸機和機械手等)和（作信息傳遞和變換的）信息機械(如打印機、繪圖機、復印機、照相機和放映機等)三類。機械是機器和機構(gòu)的總稱。機器是由各種機構(gòu)組成的機械系統(tǒng)。機器的主要特征是：（1）它是人為的實物組合。（2）各實物間具有確定的相對運動。（3）能代替或減輕人類的勞動以完成有效的機械功（如機床），或轉(zhuǎn)換機械能，或?qū)崿F(xiàn)信息傳遞和變換。只有確定的相對運動，而不能代替人作有用的機械功的構(gòu)件組合，稱為機構(gòu)。例如，摩托車是機器，而自行車是機構(gòu)。1.1.2機械中的構(gòu)件和零件

1.構(gòu)件機構(gòu)是由構(gòu)件組成的，構(gòu)件在機構(gòu)中具有獨立的運動特性，在機械中形成一個運動整體。如圖1-2（a）所示的內(nèi)燃機是由活塞、連桿、曲軸和汽缸等構(gòu)件構(gòu)成的一個典型的曲柄滑塊機構(gòu)，其中，原動件活塞作直線往復運動，通過連桿帶動曲軸作連續(xù)轉(zhuǎn)動。圖1-2內(nèi)燃機中的曲柄滑塊機構(gòu)和連桿

2.機械零件機械都是由機械零件組成的。機械零件是指機械中每一個單獨加工的單元體，如圖1－1中的曲軸。構(gòu)件可以是單一的機械零件，也可以是若干機械零件的剛性組合。例如，圖1－2(b)所示的連桿由連桿體、連桿蓋、螺栓、螺母等零件組合而成，這些零件之間沒有相對運動，是一個運動整體，故屬一個構(gòu)件。所以，構(gòu)件是運動的單元，零件是制造的單元。隨著機械的功能和類型的日益增多，作為組成機械的最基本單元的零件更是多種多樣。通常將機械零件分為通用機械零件和專用機械零件兩大類。通用機械零件是指在各類機械中經(jīng)常使用的零件。按照用途，可將通用機械零件分為以下幾種：（1）連接件，如鉚、焊連接件，鍵連接件，銷連接件和螺紋連接件等。（2）傳動件，如帶傳動件、鏈傳動件、齒輪傳動件和蝸桿傳動件等。（3）支承件，如軸、軸承、機架等。（4）緩沖(或控制)件,如彈簧等。專用機械零件是指僅適用于專門用途的零件，如內(nèi)燃機的曲軸、活塞、機床刀具等。專用機械零件的設計問題在相關的專業(yè)課程中有介紹。為了完成同一使命，在結(jié)構(gòu)上緊密聯(lián)系在一起的一套協(xié)同工作的零件組合，稱為部件，如減速器、聯(lián)軸器、離合器等。1.1.3本課程的內(nèi)容、性質(zhì)和學習方法本課程除了闡述機械的組成和機械設計的基本原則外，主要研究常用的機械傳動(如帶傳動、鏈傳動、螺旋傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動等)和其他常用機構(gòu)(如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)等)以及通用機械零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、材料選擇、計算方法的設計、計算方法的選擇等，并介紹一些其他基本知識。機電工程技術人員在工作中必然會遇到機械設備管理、維護和使用的問題，要不斷學習先進生產(chǎn)制造工藝技術，進行科技改造和創(chuàng)新，這就要求他們必須具備一定的機械基礎方面的知識?！皺C械設計基礎”是一門技術基礎課程，在學習過程中應綜合運用機械制圖、工程力學、機械制造工藝學、金屬材料學、公差及技術測量等知識來解決實際的機械傳動裝置和通用機械零部件的設計問題。通過本課程的學習，學生將在機械設計能力、邏輯思維能力、運用規(guī)范能力、繪圖能力和經(jīng)驗估測能力等方面得到鍛煉和提高。

通過學習本課程和課程設計、實驗等實踐性環(huán)節(jié)，應達到如下要求：（1）掌握常用機械傳動、常用機構(gòu)和通用零部件的工作原理，結(jié)構(gòu)特點，選擇計算和設計計算方法。（2）學會運用機械設計標準、規(guī)范、手冊、圖冊，提高查閱有關技術資料的能力。（3）具有設計一般機械傳動裝置和擬定傳動方案的能力。（4）具有正確使用和維護一般機械設備的基本知識。（5）為專業(yè)設備的學習打下必要的理論和實踐基礎。由于機械設計涉及的知識面較廣，且著重于實際應用，因此學生在初學本課程時，總有個逐漸適應的過程，在學習方法上應有一個轉(zhuǎn)變。學習時，應根據(jù)機械零部件的工作條件進行具體分析，并要著重了解設計計算的出發(fā)點，有關公式中各參數(shù)、系數(shù)的物理概念及分析和取值方法；必須重視結(jié)構(gòu)設計在確定零部件的形狀、尺寸方面的重要性。在學習過程中，應多做練習，熟悉各參數(shù)的選擇及承載能力的計算方法，并多繪圖，掌握結(jié)構(gòu)設計的特點。1.2機械設計的基本要求和一般過程1.2.1機械設計的基本要求機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產(chǎn)的第一步，是決定機械性能的最主要因素。機械設計的基本要求是：在實現(xiàn)機械運動和動力功能的前提下，做到性能好、效率高、成本低，并且可靠性高，操作維護方便。設計者應努力實現(xiàn)在各種限定的條件下(如材料、加工能力、理論分析和計算等)設計出較好的機械，即做到優(yōu)化設計，使設計的機械具有最優(yōu)的綜合技術經(jīng)濟效果。機械設計是根據(jù)使用要求確定機械的工作原理，對機械結(jié)構(gòu)進行運動和動力分析計算，并將之轉(zhuǎn)化為具體的技術資料，作為生產(chǎn)制造依據(jù)的工作過程。1.2.2機械設計的一般過程（1）明確設計要求(確定設計機械的預期功能、有關指標和限制條件)。（2）調(diào)查研究，制定設計方案，繪制機器運動簡圖(確定機械的工作原理，擬定幾種總體布置方案，進行粗略計算，分析比較，選取最佳方案)。（3）進行運動和動力分析，確定主要零部件的運動和動力參數(shù)。（4）進行傳動零件的設計計算，確定其主要參數(shù)。（5）進行零部件結(jié)構(gòu)草圖設計，繪制零件工作圖，繪制部件裝配圖和總裝圖，編制技術文件。1.3機械零件的材料選擇1.3.1使用要求按強度條件設計的零件，當其尺寸和重量都受限制時，應選用強度較高的材料；按剛度條件設計的零件，應選用彈性模量較大的材料；若零件表面接觸應力較高(如齒輪)，應選用可以進行表面強化處理的材料(如調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼)。此外，對容易磨損的零件(如蝸輪)，應選用耐磨性好的材料；對滑動摩擦下工作的零件(如滑動軸承)，應選用減摩性好的材料；對高溫下工作的零件，應選用耐熱材料；對腐蝕性介質(zhì)中工作的零件，應選用耐腐蝕材料。1.3.2工藝要求所謂工藝要求，是指選擇冷、熱加工性能好的材料。零件加工應考慮到零件結(jié)構(gòu)的復雜程度、尺寸大小和毛坯類別。對于外形復雜、尺寸較大的零件，若采用鑄造毛坯，則應采用鑄造性能好的材料；若采用焊接毛坯，則應選用焊接性能好的低碳鋼，因為含碳量超過0.3％的鋼難以焊接；對于尺寸較小、外形簡單、大量生產(chǎn)的零件，適合沖壓或模鍛，應選用延展性較好的材料；需要熱處理的零件，所選材料應有良好的熱處理性能。此外，還要考慮材料的易加工性，包括零件熱處理后的易加工性能。1.3.3經(jīng)濟性要求

在機械的成本中，材料費用約占30％以上，有的甚至達到50％，可見選用廉價材料有重大的意義。選用廉價材料，節(jié)約原材料，特別是節(jié)約貴重材料，是機械設計的一個基本原則。為了使零件最經(jīng)濟地制造出來，不僅要考慮原材料的價格，還要考慮零件制造費用。為此，可采取如下具體措施：（1）盡量采用高強度鑄鐵(如球墨鑄鐵)來代替鋼材，用工程塑料或粉末冶金材料代替有色金屬材料。（2）采用熱處理(包括化學熱處理)或表面強化(如噴丸、滾壓)等工藝，充分發(fā)揮和利用材料潛在的力學性能。

（3）合理采用表面鍍層等方法(如鍍鉻、鍍銅、噴涂減摩層、發(fā)黑等)，以減少和延緩腐蝕或磨損的速度，延長零件的使用壽命。（4）采用組合式零件結(jié)構(gòu)，在零件的工作部分使用貴重材料，其他非直接工作部分則可采用廉價的材料。例如大直徑的蝸輪，常采用青銅齒圈和鑄鐵輪芯的組合式結(jié)構(gòu)，以節(jié)約大量的有色金屬。（5）改善工藝方法，提高材料利用率，降低成本。例如采用冷鐓錐齒輪代替齒形刨削加工，實現(xiàn)無切削加工。（6）用我國富有元素(錳、硅、硼、鉬、釩、鈦等)合金鋼代替稀有元素(鉻、鎳等)合金鋼。在選用材料時，還應注意本國、本地區(qū)、本企業(yè)的材料供應情況，盡可能就地取材，減少采購和管理費用。1.4機械零件的載荷和應力

1.載荷的分類機械零件所受的載荷包括力F、轉(zhuǎn)矩T、彎矩M和功率P等。載荷按其大小和方向是否隨時間變化，可分為兩類：（1）靜載荷：不隨時間變化(或變化緩慢)的載荷。（2）變載荷：隨時變化的載荷。在設計計算中，常把載荷分為名義載荷和計算載荷。（1）名義載荷：根據(jù)額定功率用力學公式計算出的、作用在零件上的載荷。（2）計算載荷：設計計算時所用的載荷，其值為載荷系數(shù)與名義載荷的乘積。載荷系數(shù)是考慮沖擊、振動或載荷分布不均勻等因素的影響而加的系數(shù)。

2.應力的分類應力分為靜應力和變應力兩類。（1）靜應力：大小和方向不隨時間變化或變化緩慢的應力。靜應力只能在靜載荷作用下產(chǎn)生。（2）變應力：大小和方向隨時間顯著變化的應力。變應力由變載荷產(chǎn)生，也可由靜載荷產(chǎn)生。受靜載荷作用而產(chǎn)生變應力的零部件有齒輪、帶、滾動軸承等。大多數(shù)零件都處于變應力狀態(tài)下工作。在變應力中，周期、應力幅和平均應力都不隨時間變化的變應力稱為穩(wěn)定變應力，有非對稱循環(huán)變應力、脈動循環(huán)變應力和對稱循環(huán)變應力三種基本類型。穩(wěn)定變應力有五個參數(shù)：最大應力σmax、最小應力σmin、平均應力σm、應力幅σa和循環(huán)特性r。循環(huán)特性為最小應力與最大應力的比值。各參數(shù)的計算或數(shù)值如表1－1所示。表1－1穩(wěn)定變應力的類型與參數(shù)1.5機械零件的工作能力和計算準則1.5.1強度準則

1.在單向靜應力作用下

式中：σ,τ

——構(gòu)件的工作正應力，工作剪應力；［σ］,［τ］——許用應力；

σlim，τlim——材料的極限應力(對塑性材料取它的屈服極限，對脆性材料取它的強度極限)；

Sσ,Sτ——安全系數(shù)。(1-1)(1-2)2.在彎曲和扭轉(zhuǎn)的復合應力作用下

零件的當量應力σe應不大于許用彎曲應力［σ］b，即式中：M，T——彎矩，扭矩；α

——扭矩應力循環(huán)性質(zhì)折算系數(shù)(詳見10.3.2節(jié))；W——剖面的抗彎剖面模量。(1-3)

3.在接觸應力作用下

為了防止兩個作滾滑接觸的零件產(chǎn)生接觸疲勞失效，其接觸表面在載荷作用下產(chǎn)生的循環(huán)交變最大接觸應力不允許超過許用接觸應力。如圖1-3所示，兩個圓柱體在接觸面中線上的最大接觸壓應力為σHmax，可以按照彈性力學赫茲公式計算：(1-4)

式中：Fn——兩個圓柱體相壓的法向載荷，N；

b

——兩個圓柱體的接觸寬度，mm； 綜合曲率半徑，mm，“＋”，“－”分別用于外接觸和內(nèi)接觸；

ρ1，ρ2——兩圓柱體的曲率半徑，mm；

E1，E2——兩圓柱體材料的彈性模量，MPa；

μ1,μ2——兩圓柱體材料的泊松比。圖1-3兩個圓柱體的接觸應力1.5.2剛度準則剛度是指機械零件在載荷作用下，抵抗彈性變形的能力。某些零件如機床主軸、蝸桿軸等零件，剛度不足將產(chǎn)生過大的彈性變形，影響機器的正常工作。設計時應滿足的剛度條件為(1-5)式中：φ，y，θ

——零件工作時的撓度、轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角；［φ］，［y］，［θ］——分別為相應的撓度、轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角的許用值（詳見10.4節(jié)）。1.5.3耐磨性準則磨損是由于表面的相對運動使零件工作表面的物質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象，它是機械設備失效的重要原因。耐磨性是指零件抵抗磨損的能力。由于磨損的損傷機理和表現(xiàn)形式非常復雜，其中主要的影響因素包括零件表面接觸應力或壓強的大小、相對滑動速度、摩擦副材料和表面的潤滑情況等。在機械設計中，耐磨性準則的實質(zhì)是控制摩擦表面的壓強(或接觸應力)、相對速度等不超過許用值。例如，對徑向滑動軸承，需要限制其平均壓強不超過許用值，以防止過度磨損，即(1-6)式中：Fr——徑向載荷，N；

d，B——軸承直徑，軸承寬度，mm；［p］——軸瓦材料許用壓強，MPa。1.6機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性

1.零件的結(jié)構(gòu)應與生產(chǎn)條件和批量相適應零件的結(jié)構(gòu)工藝性與生產(chǎn)條件和批量有著密切的聯(lián)系。單件和小批生產(chǎn)的零件，應利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件制造，例如大尺寸的齒輪毛坯，在一般設備條件下鍛造較困難，就應采用鑄件或焊接件；當缺少磨齒設備時，就不能用變形大的熱處理工藝等。成批和大量生產(chǎn)的零件，可采用專門設備、數(shù)控加工中心和自動線生產(chǎn)，這種條件應考慮用無切削或少切削成形工藝；采用組裝結(jié)構(gòu)等。2.零件的結(jié)構(gòu)應與毛坯種類相適應

設計鑄件時，應考慮到鑄件的最小壁厚需滿足液態(tài)金屬的流動性要求(對砂型鑄造，通常灰鑄鐵件壁厚δ≥6mm，鑄鋼件壁厚δ≥8mm)；鑄件各部分的壁厚應均勻，要避免局部材料集聚，產(chǎn)生縮孔；鑄件不同壁厚的聯(lián)接處，應采用過渡結(jié)構(gòu)（如圖1-4(a)所示），各個面的交接處不應有銳角；垂直分型面的表面應有鑄造斜度，以便于造型和起模（如圖1-4(b)所示）；盡量減少加工面等。對于品種繁多的單件、小批量生產(chǎn)，在設計鍛件時，要考慮在自由鍛造時使用簡單通用鍛模進行操作。因此，自由鍛件結(jié)構(gòu)的復雜程度受到很大限制，例如錐面、斜面和其他復雜剖面、非直線的交接結(jié)構(gòu)、加強肋和凸臺等應盡量避免，而采用簡單、平直的形狀。模鍛對零件結(jié)構(gòu)形狀的限制有所減少，但零件的結(jié)構(gòu)形狀也應力求簡單，避免剖面尺寸變化過大、薄壁、深槽和高肋等形狀，應有一定的模鍛斜度和圓角，以便造型和起模。圖1-4鑄件過渡結(jié)構(gòu)和鑄造斜度

3.零件的結(jié)構(gòu)應便于切削加工零件的切削加工工藝對零件的結(jié)構(gòu)設計影響很大,主要應考慮零件的結(jié)構(gòu)要能夠加工，如車、刨、磨加工應留有退刀槽或砂輪越程槽(見圖1－5)等；零件的結(jié)構(gòu)要便于加工，如保證采用一般刀具加工時所需的工作空間(見圖1－6)和支承定位面（見圖1－7）。圖1-5退刀槽或砂輪越程槽(a)車；(b)磨；(c)刨圖1-6加工所需空間(a)不正確；(b)正確圖1-7加工定位支承面(a)不正確；(b)允許；(c)正確圖1-8減少刀具調(diào)整次數(shù)(a)改進前；(b)改進后圖1-9減少加工面積(a)改進前；(b)改進后4.零件的結(jié)構(gòu)應便于裝拆和調(diào)整

零件的結(jié)構(gòu)應便于裝配、拆卸，并盡可能減少裝配工作量。主要應考慮：

(1)能裝能拆。例如為螺釘留出裝入的空間(如圖1-10)和合理的扳手工作空間(如圖1-11)；對圓柱面過盈配合零件增設拆卸螺釘(如圖1-12)；采用便于裝配的結(jié)構(gòu)(如圖1-13)等。圖1-10留出裝入螺釘空間(a)不正確；(b)正確圖1-11留出扳手工作空間(a)不正確；(b)正確圖1-12增設拆卸螺釘(a)改進前；(b)改進后圖1-13便于裝配的結(jié)構(gòu)

(a)不正確；(b)正確(2)保證正確地安裝。例如要有正確的裝配定位基準(如圖1-14)；要求零件的端面同時貼合(如圖1-15)；采用不易導致安裝錯誤的結(jié)構(gòu)(如圖1-16)等。圖1-14有定位基準(a)改進前；(b)改進后圖1-15端面同時貼合(a)不正確；(b)正確圖1-16避免安裝錯誤(a)改進前；(b)改進后(3)力求降低裝配精度要求。例如圓柱齒輪傳動中的小齒輪應比大齒輪寬一些，即使有裝配誤差，仍能保證兩輪沿全齒寬接觸等。1.7機械零件設計中的標準化

機械零件的標準化，就是對零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、檢驗方法、設計方法、制圖要求等，制定出大家共同遵守的技術準則和依據(jù)。現(xiàn)已發(fā)布的與機械零件有關的標準，從運用范圍上來說，可分為國家標準(GB)、部頒標準(機械工業(yè)標準JB、紡織工業(yè)標準PJ等)和企業(yè)標準三個等級。從使用的強制性來說，可分為必須執(zhí)行的(如螺紋標準、制圖標準等)和推薦使用的(如標準直徑等)。我國已制訂有很多國標和部標，目前還在不斷發(fā)展和改進，并且已參加國際標準化組織(ISO)。設計時，應充分了解有關零件的標準，盡可能遵守標準，只有當標準與設計要求之間有矛盾，并有充分理由時，才允許不采用標準。

標準化的優(yōu)越性表現(xiàn)為：（1）將同名零件的型號和尺寸限定在合理的數(shù)量范圍內(nèi)，可以用最先進的工藝方法進行標準零件的專業(yè)化大量生產(chǎn)，可大幅度降低勞動量、材料消耗和總成本，并易于保證質(zhì)量。（2）生產(chǎn)零件的技術條件和檢驗、試驗方法的標準化，可以改進零件的質(zhì)量，提高零件的可靠性。（3）設計中采用標準件，可以節(jié)省設計時間，簡化設計工作，縮短設計周期，使設計者有更多的時間和精力從事創(chuàng)造性設計。（4）由于標準化帶來的互換性，當標準零件失效時，可以很容易進行更換，使機器的維修工作大大簡化。

與標準化密切有關的是通用化。通用化是最大限度地減少和合并產(chǎn)品的型號、尺寸和材料品種等，使零件和部件盡量在不同規(guī)格的同類產(chǎn)品甚至不同類產(chǎn)品上通用。通用化是廣義的標準化。對于同一產(chǎn)品，為了滿足不同的使用要求，在基本結(jié)構(gòu)或基本尺寸不變的條件下，規(guī)定出若干個輔助尺寸不同的產(chǎn)品，稱為產(chǎn)品的系列化。系列化也是標準化的重要內(nèi)容。例如對于同一結(jié)構(gòu)，同一內(nèi)徑的滾動軸承，制出不同外徑及寬度的產(chǎn)品，稱為不同的系列。系列大小的規(guī)定，一般也是以優(yōu)先數(shù)系為基礎。工程上常采用幾何級數(shù)作為優(yōu)先數(shù)系的基礎，其級數(shù)項的公比一般取為10的某次方根。例如取公比q為 ，通常根式指數(shù)n=10，20，40。對于按它們求出的數(shù)字系列經(jīng)圓整后，則分別稱為R10，R20和R40系列，選用系列時，應首先按照上述順序，優(yōu)先選用公比較大的基本系列。1.8現(xiàn)代機械設計方法概述

1）計算機輔助設計（CAD，ComputerAidedDesign）計算機輔助設計指利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作。在工程和產(chǎn)品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設計信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計算機完成；由計算機自動產(chǎn)生的設計結(jié)果快速顯示出圖形，使設計人員及時對設計作出判斷和修改等?，F(xiàn)代CAD系統(tǒng)的功能包括設計組件重用、簡易的設計修改和版本控制、設計的標準組件的自動產(chǎn)生、設計是否滿足要求和實際規(guī)則的檢驗、無需建立物理原型的設計模擬、裝配件(一堆零件或者其它裝配件)的自動設計、工程文檔（如制造圖紙、材料明細表）的輸出、設計到生產(chǎn)設備的直接輸出、到快速原型或快速制造工業(yè)原型的機器的直接輸出等。目前，國內(nèi)CAD軟件主要包括UGNX、CATIA、PRO－E、SolidWorks、SolidEdge、Inventor、Solid3000、CAXA、AutoCAD、CAXA等。

2）計算機輔助分析(CAE，ComputerAidedEngineering)計算機輔助分析是用計算機輔助求解復雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應、熱傳導、三維多體接觸、彈塑性等力學性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設計等問題的一種近似數(shù)值分析方法。CAE系統(tǒng)的核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化，即將實際結(jié)構(gòu)離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體，實際結(jié)構(gòu)的物理性能可以通過對離散體進行分析，得出滿足工程精度的近似結(jié)果來替代對實際結(jié)構(gòu)的分析，這樣可以解決很多實際工程需要解決，而理論分析又無法解決的復雜問題。目前，CAE軟件主要有I－DEAS、Ansys（國內(nèi)應用最廣，客戶