機械產(chǎn)品的有限元分析終于有國家標(biāo)準(zhǔn)了

2017-07-30 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

一、寫在前面

“世界強國的興衰史和中華民族的奮斗史一再證明,沒有強大的制造業(yè),就沒有國家和民族的強盛?！敝圃鞓I(yè)作為國民經(jīng)濟的主體,是科技創(chuàng)新的主戰(zhàn)場,是立國之本、興國之器、強國之基。研發(fā)型制造企業(yè)只有將產(chǎn)品綜合設(shè)計和系統(tǒng)仿真提到戰(zhàn)略性高度,結(jié)合系統(tǒng)工程和企業(yè)運行要求,形成規(guī)范的復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)體系模型,才能真正在助力“中國制造2025”,站在行業(yè)的最前沿。這就意味著,企業(yè)需要構(gòu)建一套科學(xué)且行之有效的仿真體系。從一定意義上來說,仿真技術(shù)實則是中國制造業(yè)的未來。

有限元法,是仿真分析的最主要方法,求解問題包羅萬象,幾乎覆蓋各個學(xué)科及各個工程領(lǐng)域。仿真技術(shù),其目標(biāo)是不斷改善面向問題、面向用戶的模塊描述能力和對模型實驗的功能。其在機械領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,能夠有效改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計方案,促進(jìn)機械產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展;同時,也為經(jīng)濟發(fā)展和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型帶來新機遇,助力實現(xiàn)《中國制造2025》。

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二、國標(biāo)的制定及內(nèi)容

國家標(biāo)準(zhǔn)是指經(jīng)由國家標(biāo)準(zhǔn)化主管機構(gòu)批準(zhǔn)并公告的文件,除國家法律法規(guī)規(guī)定強制執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)以外,具有推薦意義。《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》將中國標(biāo)準(zhǔn)分為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)(DB)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Q/)四級。此次湃?？萍贾鲗?dǎo)制定的是最高級國家標(biāo)準(zhǔn),由全國技術(shù)產(chǎn)品文件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出并歸口。

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《機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)分析通用規(guī)則》的編制任務(wù)來源于國家標(biāo)準(zhǔn)《機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)分析通則》的制定任務(wù),由全國技術(shù)產(chǎn)品文件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出,并于2013年列入國家標(biāo)準(zhǔn)制、修訂計劃。按照國家標(biāo)準(zhǔn)管理委員會的任務(wù)要求,該項目研制周期為2013年11月~2015年12月(為期2年),要求2015年12月底前完成標(biāo)準(zhǔn)的報批稿。

據(jù)介紹,該項國家標(biāo)準(zhǔn)全稱《機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)分析通用規(guī)則》,規(guī)定了用于機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)分析的術(shù)語和定義、范圍、類型、流程、一般要求、規(guī)則、分析類型、結(jié)果評估及輸出、報告編寫、單位系統(tǒng)等。

三、通則編制過程

1.1 編制原則

機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)分析往往與具體的軟件操作密切相關(guān),但是,目前不同的有限元分析軟件在操作流程和命令方面都不盡相同。因此,本標(biāo)準(zhǔn)并未基于某一特定的軟件平臺來編寫,而是從不同的有限元分析軟件操作流程和方法中總結(jié)和提煉出需要共同遵守的規(guī)則和技術(shù)點。

1.2 工作分工

任務(wù)下達(dá)以后,全國技術(shù)產(chǎn)品文件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會根據(jù)該國家標(biāo)準(zhǔn)制定任務(wù)的具體要求,通過公開征集、擇優(yōu)選擇等方式,于2013年11月成立了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組(以下簡稱“工作組”)。工作組的專家主要來自中國電子科技集團公司第三十八研究所、上海湃睿信息科技有限公司等多家制造業(yè)企業(yè),涉及產(chǎn)品有限元仿真、開發(fā)和技術(shù)咨詢。

1.3 調(diào)研國家、行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

為了較好把握本標(biāo)準(zhǔn)編寫的重點和難點,工作組對與該標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了調(diào)研和比較,主要包括《GB/T 31054-2014 機械產(chǎn)品計算機輔助工程有限元數(shù)值計算術(shù)語》等。

1.4 調(diào)研機械產(chǎn)品行業(yè)結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)分析研究與應(yīng)用情況

通過實地考察和查詢等方式,進(jìn)行了廣泛的調(diào)研工作,走訪了機械產(chǎn)品行業(yè)重點單位,了解了這些單位在機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)分析流程、軟件工具等方面的基本情況。

機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)分析技術(shù)在大量推廣和應(yīng)用的同時,存在一些突出的問題。例如不同工程師對仿真分析中的模型命名、簡化原則和模型檢查等方面存在明顯的差異,加上人為主觀因素干預(yù)等等諸多因素造成各個工程師之間仿真分析自稱體系、相互隔離,導(dǎo)致仿真分析結(jié)果只能成為設(shè)計中形式化的工具,甚至可能誤導(dǎo)決策。這些都制約了機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)分析技術(shù)水平的發(fā)展。

要解決這些問題,只有制定統(tǒng)一適用的標(biāo)準(zhǔn),對機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)分析建模的命名規(guī)則、網(wǎng)格劃分方法等做出系統(tǒng)性規(guī)定,促進(jìn)仿真分析技術(shù)水平的提高,從而實現(xiàn)機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的提升。

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機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有限元力學(xué)分析常用流程圖

四、結(jié)束語

眼下,中國工業(yè)領(lǐng)域正不斷踐行《中國制造2025》行動綱領(lǐng),推動傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和健康穩(wěn)定發(fā)展。此次成功制定機械產(chǎn)品制造方面的國家標(biāo)準(zhǔn),無疑助力了我國制造業(yè)的跨越發(fā)展。

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