數(shù)字化制造技術(shù)大作業(yè)

1、.wd數(shù)字化制造技術(shù)根基及其應(yīng)用大作業(yè) 姓 名： 學(xué) 號： 日 期： 作業(yè)1：論述數(shù)字化制造技術(shù)的最新國內(nèi)外現(xiàn)狀。我國第一部大型工業(yè)紀(jì)錄片?大國重器?于20xx年11月初在央視首播，其內(nèi)容記錄和傳播為振興中國裝備工業(yè)做出突出奉獻(xiàn)的先進(jìn)人物和事跡中國的裝備制造在過去的三十年內(nèi)發(fā)生了革命性的變化，現(xiàn)金已經(jīng)在個別產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先世界水平，作為裝備制造業(yè)的根基性行業(yè)機(jī)械制造也在飛速開展著由此可以看出機(jī)械設(shè)計制造及其自動化作為一個綜合性學(xué)科在“大國重器的開展中擔(dān)任著重要角色本科作為機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的學(xué)生，研究生作為機(jī)械工程的學(xué)生，在大學(xué)期間我們廣泛地學(xué)習(xí)了工科專業(yè)都會涉及的根基課程，也學(xué)會了機(jī)械專業(yè)相關(guān)的

2、機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計電工電子學(xué)計算機(jī)輔助設(shè)計數(shù)字化制造技術(shù)液壓與氣動技術(shù)等幾十門專業(yè)課程如今的機(jī)械專業(yè)并非許多人想象中那么無趣，機(jī)械設(shè)計包含的內(nèi)容非常廣泛一個傳統(tǒng)模具從塑性到制造，設(shè)計是首要的步驟，而數(shù)字化制造技術(shù)作為一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)，與傳統(tǒng)的制造業(yè)有很大的不同，能極大地提升企業(yè)的創(chuàng)新能力本文從數(shù)字化制造技術(shù)的定義出發(fā)，分析了數(shù)字化制造技術(shù)國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，說明了數(shù)字化制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)，最后對數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展實(shí)例展示數(shù)字化時代降臨的標(biāo)志是信息技術(shù)的越來越普及，現(xiàn)在信息技術(shù)應(yīng)用于我們生活的方方面面，特別是在智能領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多數(shù)字化技術(shù)是軟件和智能技術(shù)的根基，是高科技公司賴以生存的

3、核心技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用，拓展了許多制造的新方法和新工藝數(shù)字化技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)合，給中國的制造業(yè)帶來巨大的沖擊，前景無限光明一、數(shù)字化制造技術(shù)的定義伴隨著信息時代的降臨，全球進(jìn)入了數(shù)字化時代。數(shù)字化時代是數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)、生活、經(jīng)濟(jì)、社會、科技、文化、教育和國防等各個領(lǐng)域不斷擴(kuò)大應(yīng)用并取得日益顯著的效益時代。一系列數(shù)字概念如數(shù)字圖書館、數(shù)碼城等與日俱增，同時促使制造業(yè)發(fā)生革命性的變革。數(shù)字化技術(shù)與各種專業(yè)技術(shù)相融合形成了各種數(shù)字化專業(yè)技術(shù)，如數(shù)字化制造技術(shù)、數(shù)字化設(shè)計技術(shù)、數(shù)字化視聽技術(shù)。其中數(shù)字化制造技術(shù)是一項(xiàng)融合數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)，且以制造工程科學(xué)為理論根基的重大制造技術(shù)革新，具

4、有廣闊的應(yīng)用前景。相對于傳統(tǒng)的制造業(yè)，有人會把它和先進(jìn)制造業(yè)相混淆，認(rèn)為數(shù)字化制造就是NC(數(shù)控)或CNC(計算機(jī)數(shù)控)，更有甚者，有人會說數(shù)字化制造就是CAD(計算機(jī)輔助設(shè)計)/CAM(計算機(jī)輔助制造)的集成FMS(柔性化制造系統(tǒng))CIMS(計算機(jī)集成制造系統(tǒng))等等數(shù)字化制造的術(shù)語性定義：數(shù)字化制造就是指在虛擬現(xiàn)實(shí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)快速原型數(shù)據(jù)庫和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，迅速收集資源信息，對產(chǎn)品信息工藝信息和資源信息進(jìn)展分析規(guī)劃和重組，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品設(shè)計和功能的仿真以及原型制造，進(jìn)而快速生產(chǎn)出到達(dá)用戶要求性能的產(chǎn)品整個制造全過程從數(shù)字化制造的術(shù)語性定義中，可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)字化制造定義的內(nèi)涵

5、包括以下三方面：1)設(shè)計數(shù)字化在虛擬環(huán)境中，可以實(shí)現(xiàn)裝配過程仿真，數(shù)字預(yù)裝配，CAM，以及構(gòu)造分析管路分析強(qiáng)度分析等等；2)制造裝備數(shù)字化成套裝備的集成，包括數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計數(shù)字化工藝數(shù)字化特種控制和數(shù)字化檢測，主要應(yīng)用的領(lǐng)域有：汽車制造裝備船舶制造裝備電子制造裝備軍工制造裝備輕工制造裝備等等；3)管理數(shù)字化制造工程用戶和供給商的集成二、國內(nèi)外數(shù)字化制造相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀縱觀國內(nèi)外先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀和開展，可以看出數(shù)字化制造實(shí)為先進(jìn)制造技術(shù)的核心技術(shù)，是實(shí)施其他先進(jìn)制造技術(shù)的平臺。數(shù)字制造以其響應(yīng)快、質(zhì)量高、成本低和柔性好等特點(diǎn)，正成為推動21世紀(jì)制造業(yè)向前開展的主流。裝備的數(shù)字化代表裝備制造的

6、開展方向，它不僅增強(qiáng)了裝備的功能和系統(tǒng)集成能力，而且顯著地提高了系統(tǒng)的可操作性、可維護(hù)性，降低了裝備運(yùn)行和維護(hù)成本。隨著數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步，制造系統(tǒng)、過程和產(chǎn)品的數(shù)字描述理論、方法及數(shù)字裝備的開展，數(shù)字制造技術(shù)將逐漸成熟，其內(nèi)涵還將不斷地豐富和開展。最早開場應(yīng)用數(shù)字化制造技術(shù)是美國，19世紀(jì)50年代，MIT創(chuàng)造了NC機(jī)床和CAM處理系統(tǒng)APT系統(tǒng)，K&T公司研制成功了帶ATC的加工中心和UT公司研制成功了帶自動換刀方式的世界上第一臺加工中心6070年代，CAD軟件(二維繪圖和三維造型)的出現(xiàn)和FMS(柔性化制造系統(tǒng))系統(tǒng)的出現(xiàn)，以及CAD/CAM系統(tǒng)的開展進(jìn)入80年代，出現(xiàn)了CIMS(計算

7、機(jī)集成制造系統(tǒng))，使波音公司的飛機(jī)在設(shè)計制造和管理的時間由原先的八年縮短到三年從80年代末期到現(xiàn)在，出現(xiàn)了在機(jī)械航空航天汽車造船等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的CAD/CAM一體化三維軟件(包括現(xiàn)在所熟知的軟件：CATIA，I-DEAS，Por/E，MASTERCAM，等等)90年代開展起來的RP(快速成型技術(shù))，可以對產(chǎn)品進(jìn)展快速評價修改及功能試驗(yàn)，有效地縮短了開發(fā)產(chǎn)品的時間數(shù)字化制造技術(shù)不斷開展，造成了現(xiàn)代制造業(yè)的繁榮伴隨著20xx年經(jīng)濟(jì)危機(jī)的余波，我國制造業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)，數(shù)字化將是其中一個重要的突破口曾經(jīng)人是作為制造業(yè)的主導(dǎo)因素，而在未來信息化將成為制造業(yè)的決定因素進(jìn)入信息時代后，信息在制造過程中所起

8、的作用非常巨大在數(shù)字裝備的研究方面應(yīng)該擴(kuò)大范圍，不應(yīng)局限于某一類裝備的研究，要大力開展以電子制造裝備、大型醫(yī)療裝備、精細(xì)科學(xué)儀器、精細(xì)數(shù)控裝備等數(shù)字裝備為代表的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需裝備。目前，作為現(xiàn)代制造裝備“靈魂的數(shù)控系統(tǒng)已由NC、CNC時代進(jìn)入了PCNC和NETNC時代，其主要目標(biāo)都是開發(fā)具有智能化和柔性化的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)，將各種新工藝、新技術(shù)、新方法集成于控制系統(tǒng)的根基平臺，開發(fā)先進(jìn)制造裝備的支撐環(huán)境。數(shù)字制造是先進(jìn)制造技術(shù)的核心，代表智能制造、網(wǎng)絡(luò)制造、虛擬制造等先進(jìn)制造技術(shù)的主流開展方向。由于支撐數(shù)字化制造技術(shù)的軟硬件主要來源于美國歐洲和日本，與國外相比，國內(nèi)在數(shù)字化制造技術(shù)的應(yīng)用非

9、常有限，主要局限于汽車制造和飛機(jī)制造等極少數(shù)領(lǐng)域由于虛擬樣機(jī)技術(shù)的主要研究者是高等學(xué)校，因此它與工程實(shí)際還有很大的差距，而造成今天這種局面的主要原因是國外對其核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)壟斷，我國很難通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓直接獲取，而能夠成為真正數(shù)字化工廠的又少之又少近些年，國內(nèi)不斷涌現(xiàn)出這類技術(shù)型的企業(yè)，如華為海爾美的中興等等只有掌握核心技術(shù)的企業(yè)，才能在未來的數(shù)字化制造領(lǐng)域占領(lǐng)一席之地三、數(shù)字化制造技術(shù)的研究重點(diǎn)1中國制造業(yè)開展的挑戰(zhàn)契機(jī)中國制造業(yè)開展的研究重點(diǎn)要以中國制造業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)為契機(jī)來進(jìn)展，通過制造業(yè)在未來所帶來的轉(zhuǎn)型升級，帶動數(shù)字化制造技術(shù)的研究新方向，才能在高附加值的制造領(lǐng)域搶占新機(jī)2數(shù)字

10、化制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)研究(1)制造過程的建模與仿真：制造過程的建模與仿真是在一臺計算機(jī)上用解析或數(shù)值的方法表達(dá)或建模制造過程，建模通常基于制造工藝本身的物理和化學(xué)知識，并為實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。目前，仿真與建模已成為推進(jìn)制造過程設(shè)計、優(yōu)化和控制的有效手段。仿真和建模最重要的工作是優(yōu)化工藝參數(shù)，以此確保用最高的性價比來制造符合設(shè)計要求的零部件。2網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計與制造：利用快速開展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，改善企業(yè)對市場的響應(yīng)力。在這項(xiàng)技術(shù)上美國企業(yè)已經(jīng)開場應(yīng)用并取得了明顯的效益。我國企業(yè)向國際接軌就必須在此領(lǐng)域開展研究，盡快掌握并趕上國外先進(jìn)水平。網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計與制造重點(diǎn)開展領(lǐng)域應(yīng)包括敏捷信息根基構(gòu)造、敏捷產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)

11、、敏捷工藝設(shè)計技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)的研究開發(fā)和敏捷生產(chǎn)技術(shù)。3虛擬產(chǎn)品開發(fā)：虛擬產(chǎn)品開發(fā)有四個核心要素：數(shù)字化產(chǎn)品和過程模型、產(chǎn)品信息管理、高性能計算與通訊和組織、管理的改變。3數(shù)字化制造技術(shù)的核心技術(shù)研究一般來講，數(shù)字化制造技術(shù)主要包括產(chǎn)品的計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計CAID、計算機(jī)輔助設(shè)計和制造CAD/CAM、快速成形RP、三坐標(biāo)測量和計算機(jī)輔助檢測、數(shù)控加工等幾大核心。1計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計CAID：計算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計是指以計算機(jī)技術(shù)為輔助手段進(jìn)展產(chǎn)品的藝術(shù)化工業(yè)設(shè)計，主要是指對批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品的材料、外型、色彩、構(gòu)造、外表加工等方面的設(shè)計工作。工業(yè)設(shè)計的魅力所在就是創(chuàng)新、創(chuàng)新、再創(chuàng)新。只有不斷地創(chuàng)新

12、設(shè)計才會贏得廣闊的市場和持續(xù)的高額利潤。這些年來中國家電行業(yè)之所以開展到了世界各地，充分得益于工業(yè)設(shè)計的作用。CAID的一般過程有市場調(diào)查、產(chǎn)品概念草圖設(shè)計、彩色效果圖設(shè)計、三維效果圖設(shè)計、三維造型設(shè)計、產(chǎn)品零件圖和技術(shù)要求說明等。所用到的主要工具包括：Alias、CorelDraw、3DMAX、Pro /CDRS等。2計算機(jī)輔助設(shè)計與制造：CAD/CAM計算機(jī)輔助設(shè)計CAD在我國應(yīng)用較早，早期主要是采用計算機(jī)繪圖技術(shù)來替代原來的手工制圖，至20世紀(jì)90年代二維設(shè)計逐漸被三維設(shè)計代替。計算機(jī)輔助制造CAM那么開展較遲，這與數(shù)字化加工技術(shù)的開展密切相關(guān)。以數(shù)控加工中心及相關(guān)軟件為核心的計算機(jī)輔助

13、設(shè)計與制造CAD/CAM在我國得到較快的開展。今天，計算機(jī)輔助設(shè)計與計算機(jī)輔助制造已密不可分，在許多領(lǐng)域尤其是模具業(yè)，由于其單件或小批量加工的特點(diǎn)，采用CA D/CA M技術(shù)進(jìn)展生產(chǎn)的優(yōu)勢非常明顯。CAD/CAM主要是指采用先進(jìn)的計算機(jī)軟硬件手段進(jìn)展產(chǎn)品三維造型、構(gòu)造設(shè)計、裝配仿真、加工仿真、數(shù)控加工編程等，其中產(chǎn)品的三維造型是根基，從CAD三維模型到數(shù)控加工程序的生成通常不需人工干預(yù)，可由CAM軟件自動產(chǎn)生。產(chǎn)品的三維造型設(shè)計通常有正向設(shè)計和逆向設(shè)計兩種。正向設(shè)計是指通過工程師對待開發(fā)產(chǎn)品概念的理解來進(jìn)展產(chǎn)品的設(shè)計，即由概念到圖樣或數(shù)字模型的過程。與產(chǎn)品的正向設(shè)計不同，逆向工程是從已有產(chǎn)品或

14、實(shí)物模型出發(fā)，反求產(chǎn)品原始設(shè)計參數(shù)，并在此根基上進(jìn)展產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)。逆向工程不僅可大大縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低產(chǎn)品開發(fā)成本，還可實(shí)現(xiàn)許多正向設(shè)計所無法解決的問題，如某些產(chǎn)品的外形非常特別，其數(shù)學(xué)模型非常難以界定，用逆向方法那么可迎刃而解。正向設(shè)計講究的是創(chuàng)意，通常開發(fā)周期較長；逆向設(shè)計那么較快，可實(shí)現(xiàn)一般正向設(shè)計無法實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品設(shè)計，有時只是對成功產(chǎn)品的復(fù)制，開發(fā)成本一般較低。目前最常用的CAD/CAM設(shè)計工具有：UG、Pro/E、CATIA、PowerShape/PowerMill等。其中UG、Pro/E應(yīng)用較普遍，而CATIA在航空、汽車工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用近年來呈上升趨勢。對逆向設(shè)計而言，如果測

15、量手段為簡單的手工測量或通用三坐標(biāo)測量機(jī)CMM，所得數(shù)據(jù)較少一般少于一萬點(diǎn)，可使用UG、Pro/E或CATIA進(jìn)展處理并生成最終三線數(shù)模；如果采用的測量工具為激光掃描，因數(shù)據(jù)量非常大一般有100萬點(diǎn)以上，需要大數(shù)據(jù)點(diǎn)云處理軟件如CopyCAD、Geomagic、Surfacer等來對數(shù)據(jù)進(jìn)展處理，其輸出為可被通用CAD/CAM軟件所承受的STL、IGES、DXF等。3快速成形：采用激光等技術(shù)將樹酯、ABS、PC等材料按產(chǎn)品的三維造型STL格式進(jìn)展快速燒結(jié)并成形。這種成形技術(shù)可以不必制造模具就做出完整的樣機(jī)，不僅可大大加速新產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度，還可節(jié)約大量成本。4三坐標(biāo)測量及計算機(jī)輔助：檢測CMM/

16、CAI產(chǎn)品設(shè)計可分正向設(shè)計和逆向設(shè)計，其中逆向設(shè)計最 根本的就是對樣件的三維測量或三維數(shù)字化。計算機(jī)輔助檢測CAI或CAV是最近幾年才廣泛應(yīng)用的，尤其是在歐美興旺國家，三維掃描測量的一半以上的應(yīng)用為產(chǎn)品的快速檢測，即對比產(chǎn)品與設(shè)計間的誤差，從而找到改良產(chǎn)品制造工藝或設(shè)計方案的方法。除了傳統(tǒng)的手工測量外，常見的數(shù)字化方法包括三坐標(biāo)測量機(jī)測量、光柵掃描以及最新的三維激光掃描等多種。三坐標(biāo)測量的主要工具是三坐標(biāo)測量機(jī)CMM，是目前使用最廣泛的高精度測量手段，主要有龍門式、立柱式、機(jī)器臂式等幾種。四、數(shù)字化制造技術(shù)的應(yīng)用方向興旺國家不斷保持其在制造業(yè)中的領(lǐng)導(dǎo)地位，其中一個很重要的原因就是他們的技術(shù)壟斷

17、，即先進(jìn)工藝技術(shù)而美國在下一代制造技術(shù)方案(NGMTI-2004)開展至今，一直把“先進(jìn)工藝技術(shù)和“基于建模的企業(yè)作為企業(yè)研究的重中之重因此，建議我國的制造企業(yè)在數(shù)字化制造技術(shù)的應(yīng)用方向要從以下幾方面進(jìn)展展開：1)加強(qiáng)數(shù)字化管理技術(shù)的應(yīng)用企業(yè)在不增加設(shè)備和人力資源，不改變工藝生產(chǎn)過程，只是通過數(shù)字化管理技術(shù)的應(yīng)用，從而提高效益，保證質(zhì)量和節(jié)約成本2)加強(qiáng)數(shù)字化設(shè)計技術(shù)從概念設(shè)計之初就引入數(shù)字化設(shè)計技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新，而在設(shè)計階段進(jìn)展優(yōu)化設(shè)計，就可以保證產(chǎn)品的性能及可制造性，真正到達(dá)仿真技術(shù)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)合3)重點(diǎn)解決數(shù)字化加工的問題我國一些企業(yè)引進(jìn)了一些先進(jìn)制造設(shè)備，但是遇到許多瓶頸(如：數(shù)

18、字化加工路線規(guī)劃，數(shù)字化加工參數(shù)優(yōu)化，數(shù)字化檢測規(guī)劃等)，而使機(jī)器不能發(fā)揮成效，造成高速當(dāng)?shù)退儆?，五軸當(dāng)三軸用等問題五、數(shù)字化制造技術(shù)應(yīng)用實(shí)例1機(jī)床制造業(yè)中的應(yīng)用數(shù)字化制造是機(jī)床制造業(yè)開展方向小巨人機(jī)床數(shù)字化工廠，年產(chǎn)加工中心和數(shù)控機(jī)床1200多臺，而員工卻只有395名，人均年產(chǎn)值到達(dá)160多萬元，是同行業(yè)平均水平的40倍這也正是信息技術(shù)(IT)與制造技術(shù)(MT)的融合所締造的一個傳奇2模具制造業(yè)中的應(yīng)用(多點(diǎn)數(shù)字化成形技術(shù))多點(diǎn)數(shù)字化成形裝置作為一種高效柔性的數(shù)字化模具，在三維曲面件中的應(yīng)用越來越多以數(shù)字化裝備代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)展板料成形是制造業(yè)開展的方向在中國航天和高鐵的快速開展下，三維曲面件

19、的需求也越來越大因此，多點(diǎn)數(shù)字化成形技術(shù)前景廣闊多點(diǎn)數(shù)字化成形裝置的應(yīng)用廣泛，已應(yīng)用于飛機(jī)蒙皮件的拉形高速列車的流線型車頭制造建筑工程(如鳥巢建筑)船舶艦艇的外板成形，以及醫(yī)學(xué)工程中的人腦顱骨修復(fù)成形等3制造物聯(lián)技術(shù)和云制造技術(shù)的應(yīng)用制造物聯(lián)技術(shù)就是將RFID傳感網(wǎng)為核心物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于制造服務(wù)全生命周期，以實(shí)現(xiàn)對制造資源和制造能力的感知與控制，催生全新的制造模式云制造是云計算和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)催生出的先進(jìn)制造新模式北車集團(tuán)418km/h動車組廣泛應(yīng)用傳感網(wǎng)技術(shù)和RFID技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制造過程智能化和列車運(yùn)營的控制監(jiān)測與診斷云制造可以實(shí)現(xiàn)制造資源廣域互聯(lián)和按需共享，將支撐我國制造企業(yè)走出開展困局，實(shí)現(xiàn)

20、升級轉(zhuǎn)型六、研究意義數(shù)字化制造應(yīng)用技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，通過數(shù)字化技術(shù)在企業(yè)產(chǎn)品研制過程中的廣泛應(yīng)用，就可以不斷縮短生產(chǎn)周期，提高加工效率，減低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的市場競爭力，成為真正的數(shù)字化工廠隨著國家在這一領(lǐng)域的不斷投入和開展，我國就一定能在數(shù)字化裝配制造領(lǐng)域擁有更大的話語權(quán)作業(yè)2：結(jié)合自己作品至少選擇CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM/ERP中的2種技術(shù)，論述其流程主要內(nèi)容關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用一、CAE技術(shù)ABAQUS的實(shí)例介紹ABAQUS是一套功能強(qiáng)大的工程模擬的有限元軟件，其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復(fù)雜的非線性問題。ABAQU 包括一個豐富的、可模擬任意幾何形狀的單元

21、庫。并擁有各種類型的材料模型庫，可以模擬典型工程材料的性能，其中包括金屬、橡膠、高分子材料、復(fù)合材料、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質(zhì)材料，作為通用的模擬工具，ABAQUS除了能解決大量構(gòu)造應(yīng)力/位移問題，還可以模擬其他工程領(lǐng)域的許多問題，例如熱傳導(dǎo)、質(zhì)量擴(kuò)散、熱電耦合分析、聲學(xué)分析、巖土力學(xué)分析流體滲透/應(yīng)力耦合分析及壓電介質(zhì)分析。ABAQUS的主要功能主要有：靜態(tài)應(yīng)力/位移分析包括線性，材料和幾何非線性，以及構(gòu)造斷裂分析等、動態(tài)分析粘彈性/粘塑性響應(yīng)分析粘塑性材料構(gòu)造的響應(yīng)分析、熱傳導(dǎo)分析傳導(dǎo)，輻射和對流的瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)分析、質(zhì)量擴(kuò)散分析靜水壓力造成的質(zhì)量擴(kuò)散和滲流分析等、

22、耦合分析熱/力耦合，熱/電耦合，壓/電耦合，流/力耦合，聲/力耦合等、非線性動態(tài)應(yīng)力/位移分析可以模擬各種隨時間變化的大位移、接觸分析等、瞬態(tài)溫度/位移耦合分析解決力學(xué)和熱響應(yīng)及其耦合問題、準(zhǔn)靜態(tài)分析應(yīng)用顯式積分方法求解靜態(tài)和沖壓等準(zhǔn)靜態(tài)問題、退火成型過程分析可以對材料退熾熱處理過程進(jìn)展模擬、海洋工程構(gòu)造分析、水下沖擊分析、柔體多體動力學(xué)分析對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況進(jìn)展分析，并和有限元功能結(jié)合進(jìn)展構(gòu)造和機(jī)械的耦合分析，并可以考慮機(jī)構(gòu)運(yùn)動中的接觸和摩擦、疲勞分析根據(jù)構(gòu)造和材料的受載情況統(tǒng)計進(jìn)展生存力分析和疲勞壽命預(yù)估、設(shè)計靈敏度分析對構(gòu)造參數(shù)進(jìn)展靈敏度分析并據(jù)此進(jìn)展構(gòu)造的優(yōu)化設(shè)計等。ABAQUS的關(guān)鍵技

23、術(shù)也是CAE技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，主要有5個關(guān)鍵技術(shù)，分別是：計算機(jī)圖形技術(shù)、三維實(shí)體造型、數(shù)據(jù)交換技術(shù)、工程數(shù)據(jù)管理技術(shù)、管理信息系統(tǒng)。下面通過具體的分析實(shí)例來簡單介紹一下ABAQUS的設(shè)計流程和應(yīng)用。基底上的薄膜撕脫過程分析：1.問題描述如圖1所示的基底上的薄膜撕脫模型，基底底部固定，薄膜的右側(cè)收到豎直向上的拉伸作用。基底上的薄膜是彈性元件，基底的剛性作用遠(yuǎn)大于薄膜的彈性參數(shù)表示，薄膜和基底之間是粘附層，材料屬性為彈性、滿足損傷演化規(guī)律，下面介紹撕脫過程的模擬分析過程。圖12.創(chuàng)立部件主要過程為：新建模型數(shù)據(jù)庫、創(chuàng)立部件、草繪、分區(qū)、生成部件。如圖2所示。3.定義材料屬性主要流程為：定義材料、創(chuàng)

24、立截面特性、分配截面特性。如圖3所示。?圖2?圖34.裝配部件將部件裝配成整體，使部件實(shí)例化。如圖4所示。圖45.設(shè)置分析部主要有：設(shè)置分析步和設(shè)置輸出變量兩個流程，如圖5所示。?圖56.定義載荷和邊界條件為實(shí)例進(jìn)展自由度和受力設(shè)置，如圖6所示。?圖67.劃分網(wǎng)格主要有：設(shè)置網(wǎng)格密度、控制網(wǎng)格劃分、選擇單元類型、劃分網(wǎng)格和檢查網(wǎng)格。如圖7所示。?圖78.結(jié)果分析主要有：創(chuàng)立作業(yè)、提交作業(yè)、結(jié)果顯示。如圖8所示。?圖89.后處理后處理可以進(jìn)展多種分析，變形，應(yīng)力的云圖以及樣條曲線顯示，動畫顯示等。如圖9是其中一局部功能。圖9本實(shí)例介紹使用ABAQUS進(jìn)展材料非線性分析的步驟和方法，可以看出ABA

25、QUS在非線性分析方面的巨大優(yōu)勢。ABAQUS材料庫中包含強(qiáng)大的材料非線性庫，包括延性金屬的塑性、界面層材料損傷特性等。二、CAD技術(shù)autocad實(shí)例介紹計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD-Computer Aided Design)指利用計算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計人員進(jìn)展設(shè)計工作。 在設(shè)計中通常要用計算機(jī)對不同方案進(jìn)展大量的計算、分析和對比，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計信息，不管是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計人員通常用草圖開場設(shè)計，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計算機(jī)完成；由計算機(jī)自動產(chǎn)生的設(shè)計結(jié)果，可以快速作出圖形，使設(shè)計人員及時對設(shè)計作出判斷和修改；

26、利用計算機(jī)可以進(jìn)展與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。AutoCAD的關(guān)鍵技術(shù)包括交互技術(shù)、圖形變換技術(shù)、曲面造型和實(shí)體造型技術(shù)等。在計算機(jī)輔助設(shè)計中，交互技術(shù)是必不可少的。交互式CAD系統(tǒng)， 指用戶在使用計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)展設(shè)計時，人和機(jī)器可以及時地交換信息。采用交互式系統(tǒng)，人們可以邊構(gòu)思 、邊打樣、邊修改，隨時可從圖形終端屏幕上看到每一步操作的顯示結(jié)果，非常直觀。圖形變換的主要功能是把用戶坐標(biāo)系和圖形輸出設(shè)備的坐標(biāo)系聯(lián)系起來；對圖形作平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、透視變換 ；通過矩陣運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)圖形變換。計算機(jī)設(shè)計自動化計算機(jī)自身的CAD，旨在實(shí)現(xiàn)計算機(jī)自身設(shè)計和研制過程的自動化或半

27、自動化。研究內(nèi)容包括功能設(shè)計自動化和組裝設(shè)計自動化，涉及計算機(jī)硬件描述語言、系統(tǒng)級模擬、自動邏輯綜合、邏輯模擬、微程序設(shè)計自動化、自動邏輯劃分、自動布局布線，以及相應(yīng)的交互圖形系統(tǒng)和工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。集成電路CAD有時也列入計算機(jī)設(shè)計自動化的范圍。CAD的 根本功能:平面繪圖、繪圖輔助工具、編輯圖形、標(biāo)注尺寸、書寫文字、圖層管理功能、三維繪圖、網(wǎng)絡(luò)功能、數(shù)據(jù)交換等。CAD的主要用途：1工程制圖：建筑工程、裝飾設(shè)計、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計、水電工程、土木施工等等。2工業(yè)制圖：精細(xì)零件、模具、設(shè)備等。3服裝加工：服裝制版。4電子工業(yè)：印刷電路板設(shè)計。CAD廣泛應(yīng)用于土木建筑、裝飾裝潢、城市規(guī)劃、園林設(shè)計、電子

28、電路、機(jī)械設(shè)計、服裝鞋帽、航空航天、輕工化工等諸多領(lǐng)域。下面通過具體的分析實(shí)例來簡單介紹一下AutoCAD的機(jī)械設(shè)計流程和應(yīng)用。繪制如圖10所示的齒條圖101.單擊下拉菜單中的【文件】【新建】選項(xiàng)，翻開“創(chuàng)立新圖形對話框。單擊“樣板文件按鈕，選擇已有的樣板文件“國標(biāo)A3樣板圖。選取“輪廓線層為當(dāng)前層。2畫第一對直齒輪廓線。齒條參數(shù)：模數(shù)m=6齒數(shù)Z=10全齒高2.25m齒頂高m齒根高1.25m齒距p=m齒形角=20°根據(jù)上述參數(shù)，從基準(zhǔn)線開場繪制齒形。選擇畫直線命令：命令:_line/畫左側(cè)齒形指定第一點(diǎn):指定下一點(diǎn):12<70復(fù)制到右邊。命令:_line/畫中間齒形圖11指定第一點(diǎn):/選擇兩條70°斜線之間線的中點(diǎn)指定下一點(diǎn)或放棄(U):10<110。分別完成其他局部直齒輪廓線，如圖11所示。3陣列第一對直齒單擊下拉菜單【修改】【陣列】選項(xiàng)，翻開“陣列對話框，如圖12所示。參數(shù)：矩形陣列，1行，10列，行偏移1，列偏移18.85。如圖1