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1、3.2.1 SolidWorks的开发背景制造业是一个国家重要的基础工业，是高新技术产业化的载体，也是高新技术发展的动力，它担负着为国民经济部门提供技术装备的任务，其发展水平反映了一个国家的总和实力。目前市场经济全球化的直接后果是制造业市场竞争更加激烈。表现为产品的更新换代加快、质量更好、价格更便宜、服务更完善，迫使企业不断追求T、C、S、Q。这就要求企业尽可能快的响应市场变化，制造出满足用户各种要求的产品。设计和制造始终是制造业中的核心工作。CAD/CAM软件的开发应用，为产品的设计和制造过程提供了一个有效的、强大的手段，极大的促进了制造业的进步，为制造业的快速发展提供了有力的保证。自20世
2、纪80年代开始，我国设计单位和个人或早或晚的采用了二维CAD技术，现已完全实现了国家科委1985年提出的“甩图板”目标。目前在国内所有的企业、研究所和高校，手工绘图只用于勾画方案草图。通过二维CAD软件二十多年的应用实践，设计师都感受到了二维CAD软件在提高绘图效率、改善图面质量和加强图纸管理方面的卓越性能，但在提高设计质量、进行技术创新方面并没有多大的改进，对设计师专业能力的要求一点也没有降低，甚至解决不了复杂的投影、漏画图线、漏标尺寸等问题。传统二维CAD主要用于代替手工绘图，确切的说，它只不过是一个高效的绘图工具而已。SolidWorks是世界上第一个基于Windows平台的优秀三维设计
3、软件。在开发、运作产品十多年的时间里，已经在全球发行了50多万套软件，共获得二十多项国际大奖。1999年获得全球微型计算机平台CAD系统评比第一名；2002年从众多著名的3D软件中脱颖而出，赢得美国CADENCE权威杂志最佳编辑奖，从而成为三维设计软件快速增长的领导者，是三维软件的第一品牌。在美国，每500家招聘机械工程师的公司中，要求应聘人员必须掌握SolidWorks软件技能的公司就占464家，包括麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等著名大学已经把SolidWorks列为制造专业学生的必修课。国内的一些大学如清华大学、北京航空航天大学、北京理工大学、山东大学、上海多数工科院校都开设了Sol
4、idWorks课程，相信在未来的58年内，SolidWorks将会与当年的AutoCAD一样，成为3D普及型主流软件乃至于CAD的行业标准。3.3.1有限元分析的过程有限元法分析结构或者力学问题时有三种方法：力法、位移法和混合法。力法以应力为基本未知量进行求解，基本结构上任意一点的总位移等于多余未知力和原荷载分别作用时所产生位移的总和，也就是所有的力在任意位置上产生的变形之和为零，因此力法可以称之为位移协调法。位移法以位移为基本未知变量进行求解。混合法二者皆有：一部分以位移为未知量，另一部分以力为未知量。三者相比较，位移法方法简单，思路清晰，在结构分析中应用广泛。有限元法分析的基本过程：（1）
5、对求解域或结构离散化。从数学的角度来说，就是将微分方程近似的转化为代数方程组。离散化的作用是将求解域用点、线、面划分有限个具有一定几何形状的单元，单元之间以节点连接，单元的数量根据结构的具体情况和精度要求而定。虽然有限差分法也需要对求解域进行离散化，但二者离散化的方式不同。有限差分法是直接以问题的控制方程为出发点，同过网格划分和差商代替微分进行离散。而有限元法是把微分方程的边值问题转化为等价的变分问题，同过区域划分对泛函进行离散，使用变分原理得出方程组。（2）选择位移函数。位移函数又称型函数，是表示单元内任意点的位移随位置变化的关系。由于位移函数是按照函数插值理论用单元节点位移表示的，所以不能
6、精确的反应单元内真实的位移分布，这就是有限元法的场近似。（3）确定并集合单元刚度方程，形成有限元法的基本方程。在确定单元类型和位移函数后，即可建立单元方程。遵循相邻单元在共同节点处位移相同的原则，进行整体分析，把单元刚度方程集合起来，形成求解域的刚度方程（4）求解节点位移，并根据节点位移计算出单元应力和应变。根据边界条件求解基本方程，得出节点位移，得到位移后就可以根据弹性力学的几何方程和物理方程来计算应力和应变。3.4.2门机圆筒中部开裂原因总结从上述分析可以看出，若该门机出现操作不当,年久失修等问题，造成了某些部位（截面）应力点上的高峰值，加之该部位某些缺陷及由于设计和制造上原因造成的应力集中等现象的存在，这样，具有较高数值的交变载荷在反复循环下,导致了疲劳裂纹的出现,如不及时修复,裂纹就会扩展成不容忽视的金属裂缝，即焊缝裂纹。另外，断裂力学认为裂纹产生受材料韧性、裂纹尺寸和应力水平三个方面的影响。焊接件再工艺制造中存在一定的焊接工艺缺陷，长期工作后，在应力集中处容易发生焊接件脆性断裂的现象。即母材断裂。
SolidWorks的开发背景
