機械設(shè)計論文發(fā)表
機械設(shè)計論文發(fā)表
機械生產(chǎn)制造行業(yè)是世界工業(yè)的重中之重,為了能夠進(jìn)一步發(fā)展機械工業(yè),加強機械產(chǎn)品的實用價值,機械設(shè)計方面開始了更大的革新與發(fā)展。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的機械設(shè)計論文，供大家參考。
機械設(shè)計論文范文一：機械設(shè)計課程設(shè)計的三位一體模式研究
摘要：
信息技術(shù)的推廣和工業(yè)設(shè)計、制造技術(shù)的發(fā)展，對高校實踐課程提出了新的要求。針對當(dāng)前機械專業(yè)機械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)模式的不足，提出了課程內(nèi)容與形式改革措施。為有效提升學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新思維能力，將模型3D繪圖與加工制造引入機械設(shè)計課程設(shè)計中，探索理論計算、設(shè)計繪圖、加工制造“三位一體”的教學(xué)模式。經(jīng)實踐證明，新模式下教學(xué)效果突出。
關(guān)鍵詞：機械設(shè)計;課程設(shè)計;模式;探索
隨著我國社會結(jié)構(gòu)的變化，催生高等教育教學(xué)結(jié)構(gòu)與形式轉(zhuǎn)型，國內(nèi)地方高校在不斷探索應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式與體系。機械設(shè)計課程設(shè)計融合了機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制圖、機械制造基礎(chǔ)、極限配合與測量技術(shù)等課程的知識，是機械類專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計能力與創(chuàng)新能力的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。因此，機械設(shè)計課程設(shè)計在培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的機類和近機類高校實踐教學(xué)中具有十分重要的作用。當(dāng)前，機械設(shè)計課程設(shè)計仍為減速器的理論設(shè)計計算為主，輔以二維圖紙表達(dá)，致使實踐性課程缺乏足夠的實踐環(huán)節(jié)。為此，以提高學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新思維能力為目標(biāo)，將模型3D繪圖與加工制造引入機械設(shè)計課程設(shè)計中，探索理論計算、設(shè)計繪圖、加工制造三位一體的教學(xué)模式。
1機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀
傳統(tǒng)教學(xué)模式將機械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為著重培養(yǎng)學(xué)生機械制造與設(shè)計的系統(tǒng)化設(shè)計思維，其是在機械原理與機械設(shè)計課程中機械零部件設(shè)計方法的基礎(chǔ)上設(shè)計機械裝置，進(jìn)行機械機構(gòu)選擇與方案設(shè)計、總體布置、總裝配圖設(shè)計、主要零件設(shè)計及設(shè)計計算說明書編寫等訓(xùn)練。機械設(shè)計課程設(shè)計選擇最具代表性的機械裝置“減速器”作為設(shè)計題目，其課程學(xué)習(xí)要求包括以下3點：①要求學(xué)生熟悉減速器的工作原理、各零部件裝配裝配關(guān)系和箱體類結(jié)構(gòu)設(shè)計等知識與技能;②著重要求學(xué)生掌握齒輪機構(gòu)、軸、螺栓組件、軸承、鍵、銷等零部件的設(shè)計計算與選擇;③要求學(xué)生熟練應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖表和設(shè)計資料。以采用塔里木大學(xué)機械電氣化工程學(xué)院機械設(shè)計課程設(shè)計為例，其教學(xué)模式采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，在完成88學(xué)時的機械設(shè)計理論學(xué)習(xí)后，再開展為期2至3周的機械設(shè)計課程設(shè)計，學(xué)生以4~6人為一小組合作完成減速器理論設(shè)計、計算及二維圖繪制。在課程設(shè)計時間段內(nèi)，學(xué)生對減速器的設(shè)計僅停留方案構(gòu)思、機械零部件和機械總成的結(jié)構(gòu)布置與設(shè)計，均屬理論設(shè)計與繪圖，回顧以往的課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)生反饋信息，發(fā)現(xiàn)在課程設(shè)計過程中體現(xiàn)出以下弊?。?/p>
(1)多數(shù)學(xué)生對綜合應(yīng)用所學(xué)知識與技能解決實際問題的能力較差，對減速器的結(jié)構(gòu)缺乏認(rèn)識;
(2)學(xué)生對課程設(shè)計興趣不夠濃厚，缺乏自我設(shè)計與創(chuàng)新主動性，且過度依賴指導(dǎo)教師指引;
(3)在減速器的設(shè)計過程中，設(shè)計計算生硬套搬設(shè)計步驟，照抄設(shè)計手冊和減速器圖冊的減速器圖樣與尺寸;同時，在此教學(xué)模式下學(xué)生以完成作業(yè)任務(wù)式的心態(tài)對待課程設(shè)計，導(dǎo)致課程設(shè)計抄襲現(xiàn)象，亦無法達(dá)到課程設(shè)計原本教學(xué)要求。該模式下無法體現(xiàn)出設(shè)計創(chuàng)新與實踐教學(xué)，對培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計作用微乎其微。
2機械設(shè)計課程設(shè)計改革措施
現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展要求高校培育的人才能運用專業(yè)知識解決工程實際問題和探索問題的能力。機械設(shè)計課程設(shè)計作為一門機械專業(yè)機械設(shè)計綜合知識與技能應(yīng)用的平臺，是提高學(xué)生機械設(shè)計與工程素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。機械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)目標(biāo)不僅是為培養(yǎng)學(xué)生機械制造與設(shè)計的設(shè)計過程，也是在培育學(xué)生掌握機械產(chǎn)品或機械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計思維，以及培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)代機械產(chǎn)品的自主創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)工作的適應(yīng)能力。針對傳統(tǒng)課程設(shè)計的不足，基于培育具備理論設(shè)計、實踐加工、理念創(chuàng)新的新型機械設(shè)計人才，對機械設(shè)計課程設(shè)計的實踐教學(xué)體系進(jìn)行探索性改革，具體措施如下：
(1)重組機械設(shè)計課程的實踐教學(xué)體系。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，機械設(shè)計的實驗課程開設(shè)認(rèn)識性或驗證性的實驗，主要包括機械零件結(jié)構(gòu)認(rèn)識現(xiàn)場教學(xué)實驗、帶傳動實驗、液壓滑動軸承實驗、軸系部件設(shè)計實驗、減速器拆裝實驗等項目。以培養(yǎng)機械設(shè)計與制造能力為主線，重組機械設(shè)計課程的實踐教學(xué)體系，增設(shè)實操性實驗，制定新的教學(xué)計劃。基于傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，對已有實驗項目做改進(jìn)增設(shè)實踐操作性內(nèi)容。以帶傳動試驗為例，以往實驗要求學(xué)生觀察帶傳動彈性滑動和打滑現(xiàn)象，計算帶傳動的參數(shù)，新教學(xué)體系在此基礎(chǔ)上增設(shè)帶與帶輪的安裝和拆卸。
(2)課程設(shè)計內(nèi)容改革。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，機械設(shè)計課程設(shè)計以設(shè)計二級減速器為主，設(shè)計內(nèi)容以理論設(shè)計計算為核心。針對課程設(shè)計內(nèi)容實踐性環(huán)節(jié)不足，課程設(shè)計選擇相對較為簡單的一級減速器作為設(shè)計內(nèi)容，增設(shè)減速器3D繪圖和模型加工部分。減速器3D繪圖采用UG、SOLID-WORKS等軟件繪制，此項內(nèi)容增設(shè)依據(jù)新大綱模式下機械制圖、三維制圖課程整合為一體。減速器模型加工采用優(yōu)耐美、謝蘭微型模具加工機床加工。在新課程設(shè)計內(nèi)容與模式下，安排學(xué)生開展為期3周的機械設(shè)計課程設(shè)計，學(xué)生以6~8人為一小組合作完成一級減速器理論設(shè)計計算、二維和三維圖繪制、模型制作。新課程設(shè)計模式大幅增加了課程設(shè)計實踐性環(huán)節(jié)，不僅促進(jìn)了學(xué)生課程設(shè)計的興趣，也消除了課程設(shè)計片面最求負(fù)責(zé)機構(gòu)設(shè)計而教學(xué)效果不良的現(xiàn)象。
(3)創(chuàng)新環(huán)節(jié)。課程設(shè)計選題采取多樣性、靈活性原則，將固定式的減速器設(shè)計改變?yōu)閯?chuàng)新與思考結(jié)合的裝置設(shè)計。基于此為突出課程設(shè)計的創(chuàng)新性，開展創(chuàng)新設(shè)計項目的調(diào)研、機械裝置設(shè)計方面專利文獻(xiàn)資料的檢索與收集、裝置設(shè)計方案構(gòu)思。課程設(shè)計內(nèi)容應(yīng)涉及機械設(shè)計課程中所學(xué)的機構(gòu)與傳動方式。設(shè)計任務(wù)確定為每組按照所選定的設(shè)計題目，綜合運用機械設(shè)計課程以及其他先修課程的理論和技能，運用合理的方法設(shè)計出方案。學(xué)生小組可選擇指導(dǎo)教師擬定設(shè)計題目，學(xué)生小組也可自行擬定確定設(shè)計題目，但需指導(dǎo)教師審核。
3設(shè)計模型加工
模型作為設(shè)計理念的具體表達(dá)，具有三維直觀、真實準(zhǔn)確的特點，是產(chǎn)品設(shè)計最終的設(shè)計表達(dá)形式。對于機械設(shè)計專業(yè)的學(xué)生，模型制作不僅有助于分析和掌握產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、材料、工藝等，還能夠啟發(fā)設(shè)計靈感，開拓設(shè)計思維。在機械設(shè)計課程設(shè)計中增設(shè)模具加工環(huán)節(jié)，可提升機械設(shè)計與制造專業(yè)學(xué)生的設(shè)計思維與動手能力，也可有效融合機械制圖、二維制圖、三維制圖、機械原理和機械設(shè)計等多門專業(yè)課程的知識。機械設(shè)計的創(chuàng)新離不開模型設(shè)計加工工具與設(shè)備;優(yōu)耐美(奧地利進(jìn)口)、謝蘭(美國進(jìn)口)微型模具加工機床是模具設(shè)計的創(chuàng)新平臺，其安全、穩(wěn)定的性能是培養(yǎng)動手能力優(yōu)良設(shè)備。國內(nèi)部分高校已開設(shè)微型模具設(shè)計加工課程應(yīng)用于學(xué)生實踐操作技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程。微型模具加工機床采用模塊式結(jié)構(gòu)，機體微型輕巧，組裝、操作簡單，由鋸床、車床、磨床、鉆床、銑床、銑齒床六大類機床組成，可對木質(zhì)、軟質(zhì)金屬、樹脂膠板等材料進(jìn)行切、削、磨、銑、鉆等加工功能。據(jù)課程試驗性操作證明，微型加工機床可以車軸(木質(zhì)、鋁質(zhì)等材料)、銑齒輪、鉆孔、裁切板材、磨削毛坯等。在機械設(shè)計課程設(shè)計中引入微型模具加工，極大的提升了學(xué)生課程設(shè)計的興趣，也有效提升了學(xué)生的動手操作能力，也為了數(shù)控加工課程的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。
4“三位一體”模式構(gòu)建
在1979年，北京科技大學(xué)“機械設(shè)計制圖”課程教學(xué)團(tuán)隊對非機械類機械基礎(chǔ)系列課程進(jìn)行了改革試驗，把“畫法幾何及機械制圖”、“機械原理”、“機械零件”三門課程有機地整合為一門課，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)方法上進(jìn)行了改革創(chuàng)新，并多次獲得教學(xué)成果獎。國內(nèi)諸多教學(xué)工作者開展了二維教學(xué)模式向三維立體教學(xué)模式的轉(zhuǎn)化與融合的嘗試，提出了工程制圖三維化教學(xué)模式。舒宏等提出CAD制圖內(nèi)容穿插在制圖教學(xué)中開展。在制圖課程中融入形體、零件三維建模，部件的裝配與驅(qū)動關(guān)系，直觀地理解零件的形狀、配合、部件的工作原理等。三維CAD教學(xué)從產(chǎn)品設(shè)計的角度，以三維產(chǎn)品設(shè)計到二維工程圖為主線。機械制圖、三維實體設(shè)計、機械設(shè)計三門課程的內(nèi)容相互聯(lián)系緊密，國內(nèi)外諸多教育工作者試圖將此三門課程融合為一體。而此三門課程內(nèi)容在機械設(shè)計課程設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容中得到綜合體現(xiàn)與應(yīng)用，將設(shè)計與加工制造結(jié)合可將設(shè)計思維正確與否得到準(zhǔn)確的驗證。故探索將模型3D繪圖與加工制造引入機械設(shè)計課程設(shè)計中，探索理論計算、設(shè)計繪圖、加工制造“三位一體”的教學(xué)模式。在此教學(xué)模式中，學(xué)生的課程設(shè)計不在單純意義上的設(shè)計計算，設(shè)計模型加工與制造是課程設(shè)計重要的組成部分。以往依據(jù)理論計算，確定零件尺寸與裝配關(guān)系，依據(jù)選材校核零部件的強度與剛度?，F(xiàn)在需要依據(jù)加工單元與材料來考慮所設(shè)計裝置各零件形狀與尺寸，形成了由零件加工形式、模型裝配、零件設(shè)計計算等一體化的設(shè)計加工模式。以一級減速器設(shè)計模型為例，新教學(xué)模式下齒輪、軸的模型設(shè)計需要依據(jù)微型模具加工機床加工范圍來設(shè)計計算零件的尺寸與材料，箱體模型采用木板裁切、粘拼而成，螺栓組件、軸承、鍵、銷等標(biāo)準(zhǔn)零部件可選配或采用其他材料替代。零部件理論設(shè)計計算、裝置傳動效率計算過程不再是單純的搬套，裝置二維或三維圖形繪制亦無從過度復(fù)制粘帖，且在整個設(shè)計過程中需要多位同學(xué)協(xié)同完成設(shè)計。
5實踐效果
2014年，在機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)單班的課程設(shè)計中應(yīng)用新的教學(xué)模式，課程設(shè)計期間學(xué)生無缺勤現(xiàn)象，且改變了以往小組內(nèi)“吃大鍋飯”的現(xiàn)象，整個小組內(nèi)按照設(shè)計要求分工任務(wù)。經(jīng)問卷調(diào)查表明，學(xué)生對新模式下的機械設(shè)計課程設(shè)計滿意度極高。同時，機械設(shè)計課程設(shè)計的改革也為后期學(xué)生開展大學(xué)生創(chuàng)新試驗與設(shè)計奠定了良好的基礎(chǔ)。機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)改革以來，有效促進(jìn)了機械設(shè)計課程設(shè)計的建設(shè)與發(fā)展，有效提升了學(xué)校教學(xué)質(zhì)量，逐步形成了以設(shè)計項目為主線組織設(shè)計計算、繪圖、模型制作“三位一體”的新模式。
參考文獻(xiàn)
[1]燕曉紅，劉芳，孟超平.在高職院校機械設(shè)計課程設(shè)計中引入創(chuàng)新設(shè)計的實踐與探索[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2014，16(2):39-42.
[2]劉小河，馬潔，管萍，等.自動化專業(yè)“四位一體”的實踐教學(xué)體系構(gòu)建研究[J].實驗技術(shù)與管理，2014，31(10):27-30.
[3]楊光輝，曹彤，萬靜，等《.機械設(shè)計制圖》新教學(xué)模式探究與實踐[J].圖學(xué)學(xué)報，2013，34(6):114-117.
[4]舒宏，高菲，陳霞.多學(xué)時制圖課程融入三維CAD的教學(xué)探討[J].圖學(xué)學(xué)報，2012，33(1):103-106，67.
機械設(shè)計論文范文二：煤礦機械設(shè)計中有限元分析問題與對策
煤礦安全管理是煤礦安全生產(chǎn)運行體系中的重要環(huán)節(jié)，要從隨著科技的不斷進(jìn)步，尤其是計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的不斷發(fā)展，有限元分析技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，在相關(guān)的機械產(chǎn)品設(shè)計中，市場的競爭不斷加強，產(chǎn)品的更新速度也有了明顯的加快，而有限元分析法在這個過程中對于雖短產(chǎn)品的設(shè)計周期、提高設(shè)計質(zhì)量和競爭力有著重要的幫助作用，已經(jīng)在復(fù)雜工程分析中成為了重要的工具，在相關(guān)的工程設(shè)計和科研領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用，成功地幫助它們實現(xiàn)了各個領(lǐng)域設(shè)計水平的提高。本文在此就對有限元分析法的涵義與其在機械設(shè)計中的應(yīng)用做了一番闡述，然后對其應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)的問題，即網(wǎng)格密度、單元選擇、容差設(shè)置和量綱選擇進(jìn)行了分析，并對各類實際情況下的問題給出了必要的對策建議。
1有限元分析的涵義
有限元分析法是近年來被引入到我國的，作為一種數(shù)據(jù)分析處理方法，它對真實的物理系統(tǒng)利用數(shù)學(xué)近似的方法進(jìn)行模擬，在這個過程中有限元分析[1]的原理是將復(fù)雜的問題用簡單的問題替代然后再求解，以有限去逼近無限的未知量。在這種分析法中，有限元的小的互連子域被看做是組成解域的因素，然后將一個假定的簡單的近似解匹配給每一單元，在此基礎(chǔ)上對這個域的總的滿足條件進(jìn)行求解推導(dǎo)，就可以將問題的解求出。在有限元分析法基礎(chǔ)上的求解并不是得到的準(zhǔn)確值，而是得到一類近似值，這正是利用簡單問題替代實際問題進(jìn)行求解的結(jié)果，在有限元分析法的幫助下，各種復(fù)雜的實際問題可以得到精度較高的計算，而且該方法的適用性也較強，所以在工程分析中其已經(jīng)成為了一種重要的手段，并且開始擴(kuò)展到各類科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
2有限元分析法在機械設(shè)計中的相關(guān)應(yīng)用
在相關(guān)的機械設(shè)計中有限元分析法憑借著自身的優(yōu)勢有著廣泛的應(yīng)用，并且在當(dāng)前計算技術(shù)和數(shù)據(jù)處理分析技術(shù)不斷發(fā)展的幫助下，有限元分析法在各類機械工程設(shè)計中發(fā)揮了重要的作用，對于其中各類復(fù)雜問題的解決有著很大功勞。如在外部荷載對機體結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變的分析中，就可利用有限元分析法進(jìn)行;同樣其還可被應(yīng)用于損傷容限分析以及對實驗中的荷載進(jìn)行驗證的問題中。在這個過程中有限元分析法能夠大大減少相關(guān)設(shè)計人員的工作量，為相關(guān)的工程設(shè)計節(jié)省了大量的資源和成本，同時也使得工作效率得到提升，依據(jù)上述的論述，我們就能看出有限元分析法的優(yōu)勢所在，其在機械設(shè)計應(yīng)用過程中的流程如下圖所示：此方法的應(yīng)用步驟主要是：首先進(jìn)行簡化模型處理，然后對單元格進(jìn)行劃分，之后依次對幾何、材料特性、接觸、邊界條件、載荷狀況、作業(yè)和單元類型進(jìn)行定義。在這個過程中相關(guān)人員一定要對邊界條件和單元格給予更多的重視，因為這兩個因素能夠直接影響到有限元分析的最終結(jié)果，而且在分析的過程中不同方法的使用也會對最終的結(jié)果產(chǎn)生影響，但是在軟件、建模方面是不會對結(jié)果產(chǎn)生影響的，而且在有限元分析法的應(yīng)用過程中也存在著不成熟的方面，如有限元在強度校核就是一個還在處于探索階段的方面。因此在有限元分析法的應(yīng)用過程中，相關(guān)人員對其結(jié)果應(yīng)該辯證的看待，并不能盲目地相信它的結(jié)果，也不能對其進(jìn)行徹底的否定，研究人員要有自己的嚴(yán)密的思維和科學(xué)的判斷，所以這就要求研究人員要對有限元分析的計算原理有一個充分的料及，對其常規(guī)強度的計算要加以重視，對于實際情況與軟件處理結(jié)果之間的差異要做充分地分析，同時還要驗證有限元結(jié)果的可行性問題。
3有限元分析在煤礦機械設(shè)計中的問題與對策分析
在有限元分析的應(yīng)用過程中，很多因素都會對其處理結(jié)果產(chǎn)生影響，這在一定程度上就是對其分析精度和準(zhǔn)確性的影響，所以在元分析使用的過程中相關(guān)研究人員應(yīng)該盡量減少干擾因素對其分析結(jié)果的影響，在操作的過程中做到科學(xué)合理的安排，從而能夠得到科學(xué)合理的分析結(jié)果，以提高有限元分析在相關(guān)的工程設(shè)計和管理中的應(yīng)用可靠性，和對實際情況的適用性。在分析有限元理論的基礎(chǔ)上，并總結(jié)相關(guān)的機械設(shè)計過程中有限元分析的實際應(yīng)用，筆者將有限元分析應(yīng)用過程中的實際問題總結(jié)如下，并且針對此問題提出了相關(guān)的建議：
3.1容差設(shè)置方面應(yīng)注意的問題和建議
前置處理、后置處理和解算器是有限元分析軟件的組成部分，其中前兩者在某些方面的操作對于此后幾何模型的精度有著直接的影響，所以它們就在一定程度上對有限元軟件的分析結(jié)果產(chǎn)生了重要的影響，主要是體現(xiàn)在有限元處理的精確度方面。在相關(guān)的容差設(shè)置中，如果采用不同的設(shè)置，其對模型的整合結(jié)果也會產(chǎn)生不同的影響，相關(guān)研究人員對有限模擬結(jié)果受幾何精度的影響狀況進(jìn)行了分析，有關(guān)研究人員也對容差設(shè)置的在這方面的影響進(jìn)行了研究，如下圖所示，圖表中展示的正是采用11個分塊的模型整合后的節(jié)點數(shù)。在有限元分析的過程中求解收斂精度在解算器中的設(shè)置還影響到了有限元分析處理的計算成本，主要是因為收斂精度搜到了設(shè)置的求解的收斂精度而直接造成的，因此相關(guān)的工程技術(shù)人員一定要在這方面給予充分的重視。
3.2量綱選擇方面應(yīng)注意的問題和建議
力、應(yīng)力、質(zhì)量、時間、能量、長度是有限元分析在機械設(shè)計過程中常用的量綱組成部分，工程技術(shù)人員在將量綱輸入的過程中一定要注意他們前后的一致協(xié)調(diào)。雖然量綱的選擇在理論上只要滿足其協(xié)調(diào)關(guān)系就可以對其進(jìn)行任意的選擇，但是在實際的操作過程中，精度也受到了量綱細(xì)微變化的影響，如果選擇量綱的過程出現(xiàn)不合理的想象，那么相關(guān)的參數(shù)就會在有限元分析處理的過程中出現(xiàn)大小不同的變化，從而使舍入誤差出現(xiàn)于相關(guān)的處理分析過程中。盡管這種誤差看起來很小，但是其對有限元分析的結(jié)果的影響是不可忽視的，因此在量綱的合理選擇在有限元分析的處理過程中就顯得很重要，是相關(guān)工程技術(shù)人員必須注意的問題。
3.3單元選擇方面應(yīng)注意的問題和建議
有限元分析的前置處理中主要包括了一下主要組成部分：網(wǎng)格劃分、單元定義、幾何建模、材料定義。根據(jù)定義的單元形狀將幾何模型進(jìn)行離散就是我們所謂的網(wǎng)格劃分。在節(jié)點處和單元內(nèi)物理量的一一對應(yīng)關(guān)系受到了插值函數(shù)的決定性的影響，這類插值函數(shù)又被稱為形函數(shù)。在等參元中，插值階次在幾何形函數(shù)矩陣中是與其在位移形函數(shù)矩陣中相等的，但是當(dāng)為線性形函數(shù)時，單元內(nèi)的應(yīng)變應(yīng)變?yōu)槌Ａ?，線性分布就是單元內(nèi)位移的主要特征;當(dāng)是二次形函數(shù)時，應(yīng)變就不會為常量，而是有著線性分布的特點。由上可知，有限元分析的處理結(jié)果直接受到了單元格選擇的影響，其結(jié)果的精度受到了形函數(shù)階次的重要影響，階次越高，結(jié)果的精度也就越高。但是研究人員也應(yīng)該看到，單元節(jié)點會在形函數(shù)階次增加的過程中實現(xiàn)成倍的增長，這就在相關(guān)機械設(shè)計的有限元分析過程中使得計算的成本大幅增加。所以單元格的選擇應(yīng)該根據(jù)實際對象要求來進(jìn)行選擇，以實現(xiàn)對有限元分析成本和結(jié)果精度的平衡。軟件中每個單元所處的單元庫中都有對應(yīng)的計算說明存在著，所以充分了解單元對應(yīng)的單元特性、荷載類型和自由度就成為了單元分析處理之前應(yīng)該事先做好的準(zhǔn)備，并在實際情況的指導(dǎo)下對所需的單元格進(jìn)行選擇。在網(wǎng)格的選擇過程中等邊四面、立方體、三角形和正方形都是較為理想的網(wǎng)格選擇，但是在實際的操作過程中，多樣且復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的幾何形狀是無法用理想的但與對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散的，盡管如此，相關(guān)工程技術(shù)人員應(yīng)該盡量的使單元格的選擇接近理想狀態(tài)，從而保證有限元分析的結(jié)果的精確性。而在評價指標(biāo)的選擇過程中，不同節(jié)點的不同單元格的選擇也要給予重視：對線性單元而言，對其六面體(8節(jié)點)、四邊形或四面體(4節(jié)點)、三角形(3節(jié)點)，他們的單元邊長比都應(yīng)該不大于3;對二次單元來講，他們各種形態(tài)的單元格邊長比都應(yīng)該不大于10.
3.4網(wǎng)格密度方面應(yīng)注意的問題和建議
在有限元分析的應(yīng)用過程中網(wǎng)格密度也會對其有較大的影響，相關(guān)機械工程人員在利用有限元分析法的建模過程中，可利用手工分割法、自由劃分法、拉伸法和映射法等，而相關(guān)人員要在一些應(yīng)力急劇變化的部位對網(wǎng)格密度實施增加密度的多是，如突變部位、相連的部位、復(fù)雜的邊界區(qū)域等都有應(yīng)力集中等現(xiàn)象，這種措施有利于提高計算分析的精確度。除此之外，應(yīng)變梯度在兩相鄰單元之間過大(特別是對一次形函數(shù)的單元來京)會對有限元分析法的計算精度產(chǎn)生消極影響，所以相關(guān)研究人員在塑形的過程中要對應(yīng)變梯度進(jìn)行酌情考慮，通常情況下以小于5%為宜。雖然網(wǎng)格過低的密度會對有限元分析的計算精度產(chǎn)生影響，但是其過高的網(wǎng)格密度也會對有限元分析法的計算也會產(chǎn)生消極影響。這主要是因為有限元分析法的計算精度在網(wǎng)格的密度達(dá)到一定程度時，其密度的增大對網(wǎng)格的影響將會很小，所以出于計算成本方面考慮，相關(guān)工程技術(shù)人員在有限元分析法的使用過程中沒有必要過分追求網(wǎng)格密度，而要選擇最優(yōu)的網(wǎng)格密度。
4結(jié)論
隨著社會的不斷發(fā)展人們對于機械工程設(shè)計的相關(guān)產(chǎn)品的要求也會越來越高，有限元分析法在機械設(shè)計領(lǐng)域中的應(yīng)用就為相關(guān)機械工程設(shè)計人員減少了勞動量、提高了工作效率，成為了他們重要的設(shè)計工具。但是有限元分析法的發(fā)展并未完全成熟，其在應(yīng)用過程中依然還存有許多的問題，所以這就需要相關(guān)研究人員加強在這方面的研究，結(jié)合實際情況和自身的經(jīng)驗對有限元分析法的應(yīng)用進(jìn)行綜合考慮。
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