計算機技術(shù)在機械工程的應用論文
機械工程是一門(mén)涉及利用物理定律為機械系統作分析、設計、制造及維修的工程學(xué)科。下面是小編為大家整理的計算機技術(shù)在機械工程的應用論文，歡迎閱讀。
摘 要：本文介紹了在機械工程計算中CAD、CAE、CAM及仿真技術(shù)的應用，利用計算機技術(shù)，提出一些具有針對性的優(yōu)化方案，為機械工程設計的改進(jìn)提供了方向，并且有效地縮減了機械工程等關(guān)鍵部位的的開(kāi)發(fā)周期與制造成本，大大提升了設計的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)；計算機技術(shù)；機械工程
一、機械工程計算中CAD技術(shù)的應用
CAD，即計算機輔助設計系統是指在計算機硬件和軟件的支撐下，通過(guò)對機械工程產(chǎn)品進(jìn)行描述、造型、系統分析、優(yōu)化、仿真和圖形化處理的研究與應用，使計算機輔助工程技術(shù)人員完成產(chǎn)品全部設計過(guò)程的一種現代設計技術(shù)。
CAD中設計者與計算機密切合作，在決定設計策略、信息處理、修改設計以及分析計算方面充分發(fā)揮著(zhù)各自不同的專(zhuān)長(cháng)。利用計算機存儲信息、檢索、分析計算、圖形與文字處理以及其他重復的驗算工作。當前CAD系統的硬件環(huán)境主要是工程工作站及個(gè)人計算機。工作站是具有高速的科學(xué)計算、豐富的圖形處理及靈活的窗口與網(wǎng)絡(luò )管理功能的交互式計算機系統，它一般具有32位或64位字長(cháng)的中央處理器(CPU)，廣泛采用精簡(jiǎn)指令(RISC)，超標量、超流水線(xiàn)及超長(cháng)指令技術(shù)，具有Unix操作系統和X窗口管理系統，在一個(gè)分布式的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下運行。
在機械工程計算中利用CAD技術(shù)進(jìn)行二維繪圖、圖形及符號庫、參數化設計、三維造型等，通過(guò)CAD進(jìn)行二維繪圖以及三維造型，在許多具有實(shí)體建模功能的CAD軟件中，都有一些基本體系，例如在CAD的三維實(shí)體造型模塊中，系統提供了六種基本體系，然后再經(jīng)過(guò)結構分析，分解成若干個(gè)基本體并最終進(jìn)行三維實(shí)體造型。
二、機械工程計算中CAE技術(shù)的應用
CAE，即計算機輔助工程作為一種綜合應用計算力學(xué)、計算數學(xué)、信息科學(xué)等相關(guān)的綜合工程技術(shù)機械工程計算中CAE技術(shù)的應用是指使用有限元軟件對機械結構進(jìn)行分析，強度應力、剛度應變和變形、動(dòng)態(tài)特性固有頻率、振動(dòng)模態(tài)、熱態(tài)特性溫度場(chǎng)、熱變形。在CAE分析的一般流程及其技術(shù)應用特帶你的基礎上，研究幾何模型的建立、有限元模型的建立包括網(wǎng)絡(luò )劃分、整機系統的分解與合成、邊界及載荷處理等、求解、結果數據分析等系統CAE的應用技術(shù)。
計算機輔助工程的特點(diǎn)是以機械工程和科學(xué)問(wèn)題為背景，建立甲酸模型并進(jìn)行計算機仿真分析。一方面，在機械工程計算中CAE技術(shù)的.應用，使以往許多由于受條件限制無(wú)法分析的復雜問(wèn)題，通過(guò)計算機模擬得到滿(mǎn)意的解答；另一方面，計算機輔助分析使大量的復雜的機械工程計算分析簡(jiǎn)單化，使復雜的過(guò)程層次化，節省了大量的時(shí)間，避免了低水平重復的工作，是工程分析更快、更準確。在產(chǎn)品的設計、分析、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)等方面發(fā)揮了重要的作用，同時(shí)CAE這一新興的數值模擬分析技術(shù)在機械工程計算中的應用越來(lái)越廣泛，技術(shù)的發(fā)展又推動(dòng)了許多相關(guān)的基礎學(xué)科和應用科學(xué)的進(jìn)步。在機械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中由概念設計、初步設計、詳細設計到試驗，再修正設計，再試驗，知道滿(mǎn)足產(chǎn)品要求，CAE仿真分析技術(shù)的引入，最大限度的較少或者縮短了材料的浪費以及耗時(shí)環(huán)節。一個(gè)多參數的工藝或者制造過(guò)程的仿真模擬、力能計算和參數優(yōu)化中，也可以得到對象局部、相互關(guān)系和全域的結果。
三、機械工程計算中計算機仿真技術(shù)的應用
計算機仿真技術(shù)又稱(chēng)虛擬樣機技術(shù)，設計人員在計算機上建立樣機模型，對模型進(jìn)行各種動(dòng)態(tài)性能分析，然后改進(jìn)樣機設計方案，用數字化形式代替傳統的實(shí)物樣機實(shí)驗的一種新型技術(shù)。在機械工程計算中通過(guò)建立真實(shí)系統的計算機模型，分析實(shí)際系統的行為特征。計算機仿真技術(shù)的關(guān)鍵因素在于建立真實(shí)的系統計算機模型，包括數學(xué)模型和仿真模型，而且具有經(jīng)濟、可靠、使用、安全、靈活以及可重復使用等優(yōu)點(diǎn)，目前在機械工程計算中已經(jīng)成為許多復雜系統進(jìn)行分析、設計、實(shí)驗等的必不可少的手段。計算機仿真技術(shù)以數學(xué)理論為基礎，以計算機和各種物理設施為設備工具，利用系統模型對實(shí)際的或者設想的系統進(jìn)行試驗仿真研究。計算機仿真技術(shù)實(shí)現必須具備CAD圖形學(xué)、幾何造型技術(shù)、工程數據處理技術(shù)以及計算力學(xué)等知識。在機械工程設計的初始階段，工程師需要利用設計自動(dòng)化工具進(jìn)行不同的初始設計，并在計算機上表示出模型樣機，這樣可以方便監測、研究與改進(jìn)。
四、機械工程計算中CAM技術(shù)的應用
CAM，即計算機輔助工程分析是指一系列對機械工程產(chǎn)品設計進(jìn)行各種模擬、仿真、分析和優(yōu)化技術(shù)，是一種利用計算機輔助求解復雜工程和產(chǎn)品結構強度、剛度、屈曲穩定性、動(dòng)力響應、熱傳導、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計算以及結構性能的優(yōu)化設計等問(wèn)題的近似數值分析方法。CAE技術(shù)主要包括有限元分析、運動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析、流體力學(xué)分析以及優(yōu)化設計分析等內容。利用計算機輔助編制CNC機床的零件加工程序。
CAM技術(shù)在機械工程中的主要作用是數控加工，它與CAD技術(shù)相互作用，是密不可分的一個(gè)整體，許多CAD系統都有輔助的CAM數控加工模塊，用CAD生成的圖形信息或者數據，然后通過(guò)轉換變成控制指令，然后設置加工參數等，由此可見(jiàn)CAD/CAM技術(shù)是現代機械工程發(fā)展的必然趨勢。
結語(yǔ)：
伴隨著(zhù)我國科學(xué)技術(shù)現代化水平的不斷提高，計算機技術(shù)在機械工程計算當中應用也越來(lái)越普及，利用計算機技術(shù)建立機械工程的動(dòng)力學(xué)模型，然后進(jìn)行計算機仿真技術(shù)分析，獲得產(chǎn)品結構的強度應力、剛度應變和變形、動(dòng)態(tài)特性固有頻率、振動(dòng)模態(tài)、熱態(tài)特性溫度場(chǎng)、熱變形等參數，根據計算分析得到容易導致機械出現疲勞失效的風(fēng)險以及其它潛在問(wèn)題。