计算机仿真技术

计算机仿真技术的现状与未来部件是A BAQUS/CAE创建模型的“积木”。

每个部件可以被分区，分成多个区域，并且每个区域必须与相应的材料和横截面属性相关联。

1、利用部件布尔工具，用户可以通过合并或切削部件实例创建新的部件。

3、车辆碰撞解析时，除了对节点和单元信息、材料特性、初期条件进行定义外，一定要对接触条件进行设定。

4、MATLAB 是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB 和Simulink 两大部分。

5、FORTRAN是英文“FORmula TRANslator”的缩写，它是世界上最早出现的计算机高级程序设计语言，广泛应用于科学和工程计算领域。

它以其特有的功能在数值、科学和工程计算领域发挥着重要作用。

6、C语言是一种计算机程序设计语言。

它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出。

1978后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上。

它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。

7、有限元的结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反作用力等.静力分析- 用于静态载荷. 可以考虑结构的线性及非线性行为，例如: 大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等.模态分析 - 计算线性结构的自振频率及振形.是模态分析的扩展，用于计算由于随机振动引起的结构应力和应变 (也叫作响应谱或 PSD).……模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。

模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。

这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。

这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的，则称为计算模态分析；如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数，称为试验模态分析。

通常，模态分析都是指试验模态分析。

8、ANSYS 热分析计算物体的稳态或瞬态温度分布，以及热量的获取或损失、热梯度、热通量等.9、由于(1)系统越来越高性能化或复杂化，单纯的试验已难以使严峻的状况重现出来；(2)有些问题只能使用数学模型才能了其状况；(3) 计算机的性能已经大大的提高和普及；计算机仿真技术越来越受到重视。

10、计算机仿真中运用的模型是对客观世界的特征和变化规律的一种定量的抽象，模型可以分为物理模型，数学模型，描述模型。

11、数学模型是用数学语言描述的某个现实世界的模型，按是否与时间因素有关，可以分为静态模型和动态模型。

按得到的解的形式分为解析模型和数值模型。

12、计算机辅助设计与计算机辅助制造简称CAD/CAM，是指以计算机作为主要技术手段，帮助人们处理各种信息，进行产品的设计与制造。

13、CAD/CAM硬件系统的组成: 计算机,图形终端与字符终端,外存储器、输入装置、输出装置、生产装备、网络。

14、仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿。

人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界的某一层次的问题做出决策。

仿真是一个相对概念，任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性的逼近。

15、用数值属性的逼近。

仿真是有层次的，既要针对所欲处理的客观系统的问题，又要针对提出处理者的需求层次，否则很难评价一个仿真系统的优劣。

解法求解微分方程组有差分法、有限元法、数值积分法、蒙特卡洛法。

16、有限元模型中的信息是通过单元之间的公共节点传递的。

17、在有限元分析时，可以创建模型的部件类型包括:可变形部件,离散刚体部件,解析刚体部件。

18、有限元 :有限元法（FEA，Finite Element Analysis）的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。

它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。

这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。

由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。

19、计算机仿真的概念及基本步骤。

定义：借助高速、大存储量数字计算机及相关技术，对复杂真实系统的运行过程或状态进行数字化模拟的技术。

(计算机仿真技术computer simulation technology 利用计算机科学和技术的成果建立被仿真的系统的模型，并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。

它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点，已成为分析、设计、运行、评价、培训系统（尤其是复杂系统）的重要工具。

)1·实体模型2·有限元模型3·边界条件及载荷条件（初期条件，解除条件）4·材料定义5·JOB定义6·计算机实施7·计算出力定义8·结果表示及分析9·结束20、CIMS及其特征定义：CIMS是在计算机技术、信息处理技术、自动控制技术、现代管理技术、柔性制造技术基础上，将企业的全部生产、经营活动所需的各种分散的自动化系统，经过新的生产管理模式，把企业生产全部生产过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息流与物料流有机地集成起来，以获得适用于多品种、中小批量生产的高效益、高柔性、高质量的制造系统。

CIMS将是下个世纪占主导地位的新型生产方式。

CIMS的主要特征是集成化和智能化。

集成化反映了自动化的广度，把系统空间扩展到市场、设计、加工、检验、销售、用户服务等全过程；而智能化则体现了自动化的深度，即不仅涉及物料流的自动化，还包括了信息流自动化。

21、一个比较完善的CAD/CAM系统的组成及其功能由人，硬件：计算机及外部设备，软件：系统软件，支撑软件和应用软件三部分组成1. CAD功能应能设计制作出既满足设计使用要求又适合CAM加工的零件模型。

优秀的CAD系统是一个高效的设计工具，应具有参数化设计功能，三维实体模型与二维工程图形应能相互转化并关联。

当然，还要考虑它与其它CAD/CAM软件的兼容性，注意软件所带的图形软件接口，看它能支持哪几种图形文件转换，是否能从其它系统读取图形文件，或将本系统的图形文件传送到其它系统。

1.2 CAM功能CAM功能应能提供一种交互式编程并产生加工轨迹的方法，它包括加工规划、刀具设定、工艺参数设置等内容。

22、从加工角度看，特征被定义为与加工操作和工具有关的零部件形式以及技术特征；从形体造型角度看，特征是一组具有特定关系的几何或拓扑元素；从设计角度看，特征又分为设计特征、分析特征和设计评价特征等。

优点：特征造型则是着眼于更好地表达完整的产品技术和生产管理信息，为建立产品的集成信息模型服务；使产品设计工作在更高的层次上进行，设计人员的操作对象不再是原始的线条和体素，而是产品的功能要素；有助于加强产品设计、分析、工艺准备、加工、检验各部门间的联系，更好地将产品的设计意图贯彻到各个后续环节并且及时得到后者的意见反馈，为开发新一代的基于统一产品信息模型的CAD/CAPP/CAM集成系统创造条件；有助于推动行业内的产品设计和工艺方法的规范化、标准化和系列化，使得产品设计中及早考虑制造要求，保证产品结构有更好的工艺性；推动各行业实践经验的归纳总结，从中提炼更多规律性知识，以丰富各领域专家的规则库和知识库，促进智能CAD系统和智能制造系统的逐步实现。

23、CAD/CAM系统的软件组成及其各自的作用：A.系统软件：主要用于计算机的管理、维护、控制及运行，以及计算机程序的翻译、装入和运行。

分为操作系统和编译系统。

B.支撑软件：他是CAD/CAM软件系统的核心，它是为了满足CAD/CAM工作中的共同需要而开放的通用软件。

比较通用的有1、计算机分析软件 2、图形处理软件 3、数据库管理系统 4、网络管理软件C.应用软件：是在系统软件、支撑软件的基础上，针对某一项应用领域而研制的软件，这类软件通常由用户结合特定的设计工作需要而自行研究开发的。

如模具设计软件、电器设计软件等。

24、CAD/CAM系统支撑软件的类型和功能。

1.图形支撑软件•目前，国内常用的商品化的图形支撑软件，在微机上采用的典型产品是美国Autodesk公司的Auto CAD以及国内自主开发的PICAD、开目CAD、Inte CAD等。

这些软件以工程设计图样的生成和绘制位主要应用目标，具有图形功能强、操作方便、开放性好等优点。

2.三维造型软件•建立统一的产品模型、获得统一的产品定义，是实现CAD/CAM一体化的基础。

•造型软件一般都应包括几何建模、特征建模、物性计算（如质量、重心计算）、真实感图形显示、干涉检查、二维图及二维剖面图生成等功能。

•产品建模技术是CAD/CAM一体化的关键。

3.分析软件及优化设计软件机械设计常用的分析软件主要包括：有限元分析软件，机械运动分析软件，动力学分析软件和优化设计软件等。

4.工程数据库管理软件在CAD/CAM系统中，要建立工程数据库来实现整个设计过程和工程数据的管理，保证各个用户协调一致的共享数据。

目前，CAD/CAM工程数据库管理系统的开发一般都是在通用关系型数据库管理系统基础上，根据工程特点，对其功能进行适当补充或修改以建立所谓的工程数据库系统二维CAD：AutoCAD、PCCAD、CAXA EB等；三维CAD/CAM：UG、solidworks、catia、pro/e、solid edge、CAXA实体设计等。

25、有限元分析的基本思想及前后处理的主要内容:有限元分析是一种数值离散化方法，是将复杂的连续体结构，假想地分割成数量和尺寸上有限的单元。

前处理主要内容：（1）生成有限元网格（2）节点号的优化排序（3）生成有限元属性数据（4）生成输入数据文件。

后处理：（1）对计算结果的加工处理（2）计算结果的图形表示有限元分析的基本步骤A.建立积分方程。

根据变分原理或方程余量与权函数正交化原理，建立与微分方程等价的积分表达式。

这是有限元的出发点。

B.区域单元分割。

根据求解区域的形状及世界问题的物理特点，将区域分割为若干相互连接、不重叠的单元。

C.确定单元基函数。

根据单元中节点数目及对近似精度的要求，选择满足一定插值条件的插值函数作为单元的基函数。

D.单元分析。

将各个单元中的求解函数用单元及函数的线性组合表达式进行逼近；再将近似函数带入积分方程，并对单元区域进行积分，可获得含有待定系数（即单元中各节点的参数值）的代数方程式，成为单元有限方程组。