第一章 动力学分析方法及NX NASTRAN基本使用介绍
1.1 有限元分析方法介绍
计算机软硬件技术的迅猛发展，给工程分析、科学研究以至人类社会带来急剧的革命性变化 ，数值模拟即为这一技术革命在工程分析、设计和科学研究中的具体表现。 数值模拟技术通过汲取当今计算数学、力学、计算机图形学和计算机硬件发展的最新成果，根据不同行业的需求，不断扩充、更新和完善。
近三十年来，计算机计算能力的飞速提高和数值计算技术的长足进步，诞生了商业化的有限元数值分析软件，并发展成为一门专门的学科－计算机辅助工程CAE（Computer Aided
Engineering）。这些商品化的CAE软件具有越来越人性化的操作界面和易用性，使得这一工具的使用者由学校或研究所的专业人员逐步扩展到企业的产品设计人员或分析人员，CAE在各个工业领域的应用也得到不断普及并逐步向纵深发展，CAE工程仿真在工业设计中的作用变得日益重要。许多行业中已经将CAE分析方法和计算要求设置在产品研发流程中，作为产品上市前必不可少的环节。CAE仿真在产品开发、研制与设计及科学研究中已显示出明显的优越性：
CAE仿真可有效缩短新产品的开发研究周期；
虚拟样机的引入减少了实物样机的试验次数；
大幅度地降低产品研发成本；
在精确的分析结果指导下制造出高质量的产品；
能够快速的对设计变更作出反应；
能充分的和CAD模型相结合并对不同类型的问题进行分析；
能够精确的预测出产品的性能；
增加产品和工程的可靠性；
采用优化设计，降低材料的消耗或成本；
在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题；
模拟各种试验方案，减少试验时间和经费；
进行机械事故分析，查找事故原因；
等等
当前流行的商业化CAE软件有很多种，国际上早20世纪在50年代末、60年代初就投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。其中最为著名的是由美国国家宇航局（NASA）在1965年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的NASTRAN有限元分析系统。该系统发展至今已有几十个版本，是目前世界上规模最大、功能最强的有限元分析系统。从那时到现在，世界各地的研究机构和大学也发展了一批专用或通用有限元分析软件，除了Nastran以外，主要有德国的ASKA、英国的PAFEC、法国的SYSTUS、美国的ABAQUS、ADINA、ANSYS、BERSAFE、BOSOR、COSMOS、ELAS、MARC和STARDYNE等公司的产品。虽然软件种类繁多，但是万变不离其宗，其核心求解方法都是有限单元法，也简称为有限元法（Finite Element Method）。
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Femap
作者：
来源：《CAD/CAM与制造业信息化》2013年第02期
出自Siemens PLM Software 的Femap软件是一种先进的工程分析环境。它不依赖CAD和解算器，已经成为全世界Nastran用户最欢迎的工程分析环境。它在全世界主要的工程设计组织和顾问中得到广泛应用，可以模拟复杂的产品、系统和过程，其使用领域包括卫星、飞机、国防、汽车、电子产品、重型建筑设备、吊车、海洋船舶和工艺设备。
Femap和NX Nastran已高度整合，能够提供一套综合性的数字化仿真解决方案。不仅如此，Femap还对所有解算器开放，显示了作为一种核心分析工具的能力和价值。Femap独立于CAD，除了提供处理非Parasolid几何图形所必需的先进几何工具之外，它还充分利用了SiemensParasolid的软件建模内核，从而可以直接处理Parasolid的表面和实体建模数据。
一、Femap的性能
Femap可以帮助工程师和分析师利用FEA建模解决方案以合理的成本轻松、准确地完成最复杂的任务。基于Windows的用户界面包含以下益处。
（1）在同一个环节中处理多个分析模型，每个模型使用多个视角。
（2）实现从一个模型到另一个模型的“剪切和粘贴”。
（3）使用模型信息树，对建模数据、装配管理、分析设置和结果的处理十分方便。
（4）使用实体编辑器检查和编辑Femap模型数据，在各种Windows应用程序之间复制和粘贴信息。
（5）使用基于栅格的便利表格来显示数据表，很容易对模型和结果进行排序、分组和编辑。
（6）使用可完全自定义的工具栏界面，从界面的最顶层选择Femap实体。
（7）充分利用基于Windows的常用工具的价值，Femap的特色在于它有一整套可完全自定义的停驻式浮动工具栏。
工程塑料应用 ２００７年，第３５卷，第６期
塑料注射成型中常见缺陷的ＣＡＥ分析及解决方案
田中谢英
（郑州大学橡塑模具国家工程研究中心，郑州４５０００２）
摘要利用ＣＡＥ技术，通过计算机模拟对塑料注射成型过程中一些常见缺陷进行预测、分析，根据ＣＡＥ分析结
果提供的信息并结合以往的工程实践经验，对这些常见缺陷提出了一套行之有效的解决方案，在此基础上，给出了
预防这些缺陷产生的模具设计准则和典型案例，大量的实践证明所提供的方法是切实可行的。
关键词塑料注射成型缺陷ＣＡＥ分析解决方案
计算机辅助工程（ＣＡＥ）技术在当今的塑料工
业领域得到了广泛的应用。ＣＡＥ分析对塑料注射
成型过程各阶段的定性描述可使模具设计者获取诸
如充填模式、熔接线与气穴的位置、注塑压力、锁模
力、纤维取向、成型时间、最终成型情况等信息，并可
通过对不同设计方案的成型模拟和综合评测，发现
问题并提出解决方案，从而避免实际成型中各种注
塑制品缺陷的形成…。目前有关注射成型模具设
计的文献很多，但关于如何分析ＣＡＥ提供的信息，
快速准确地发现问题并解决设计中的缺陷却很少有
文献报道。为此，笔者现对塑料注射成型中的一些
常见缺陷如喷射、气穴、翘曲等形成的物理过程进行
描述，并根据ＣＡＥ分析结果提供的信息确定解决方
案，提供一些应用实例及其相关的设计准则，供注塑
模具工程人员借鉴、参考。
１ 塑料注射成型中的常见缺陷与解决方案
１．１喷射
１．１．１ 喷射缺陷产生的机理及其解决方案
当塑料熔体在高注塑压力的驱动下从狭窄区域
（如喷嘴、流道、浇Ｅ１）进入到较宽区域时，因塑料熔
体不与模壁接触而发生喷射、蜷曲。像蛇一样的喷
射流会在折叠处形成微观的“接线”，如图１所示。
这会导致注塑制品强度降低，表面产生斑点，并有多
处内部缺陷。反之，正常充填时塑料熔体以层流状
态从浇口到达型腔终点，如图２所示。
熔体 入口 图１喷射示意图
图２正常充填模式示意图 常用的消除喷射的方法有：通过调节螺杆推进
电机CAE解决方案
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目 录
1. 电机概述 ...................................................................................................................................... 3 1.1 电机的定义 ........................................................................................................................ 3 1.2 电机的作用和地位 ............................................................................................................ 3 1.3 电机的分类 ........................................................................................................................ 4 1.4 电机的发展 ........................................................................................................................ 4 2. 直流电机 ...................................................................................................................................... 9 2.1 直流电机的工作原理 ........................................................................................................ 9 2.2 直流电机的构造 .............................................................................................................. 10 3. 异步电机 .................................................................................................................................... 14 3.1 异步电机的构造 .............................................................................................................. 14 3.2 异步电机的工作原理 ...................................................................................................... 17 4. 电机中的关键部件和关键技术 ................................................................................................ 19 5 电机关键工程问题及相关专业问题 ......................................................................................... 25 5.1 电机关键工程问题 .......................................................................................................... 25 5.2 关键工程问题涉及的专业问题 ...................................................................................... 25 6. 电机仿真需求 ............................................................................................................................ 27 6.1 电机强度、刚度分析 ...................................................................................................... 27 6.2 电机振动特性分析 .......................................................................................................... 27 6.3 电机疲劳寿命分析 .......................................................................................................... 28 6.4 电机的温升与散热分析 .................................................................................................. 28 6.5 电机噪声分析 .................................................................................................................. 28 6.6 电机电磁分析 .................................................................................................................. 29 7. 电机仿真解决方案 .................................................................................................................... 30 8. 电机CAE应用案例 .................................................................................................................. 32 9. 技术支持与服务 ........................................................................................................................ 40 10. 电机行业用户 .......................................................................................................................... 43
