【正文】 a task which is performed by the puter, the deflections of the object can be displayed on the puter screen by generating animation of the model.With any of these methods, or other which are used, the CAD system generates at the design stage a single geometric data base which can be used in all phases of the design and later in the manufacturing, assemble, and inspection processes.CAD/CAM SystemsComputeraided design (CAD) means the use of a puter to assist in the design of an individual part or a system, such as an aircraft. The design process usually involves puter graphics.Computeraided manufacturing (CAM) means the use。如果你按照正確的順序操作，則有很多種成功恢復(fù)文件的方式。這就是為什么強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)自己一個好的繪圖習(xí)慣以避免意外地刪除繪圖文件。除了最初購買CAD工作站的花費(fèi)，CAD的唯一缺點(diǎn)是它是一個小軟件，而它能容易被克服。修改計(jì)算機(jī)以某種便于修改的形式存儲數(shù)據(jù)并且不斷地提供反饋給用戶。線型將總是鮮明和清晰的，具有一致的線寬，而文本也總是清晰明了的。質(zhì)量計(jì)算機(jī)總是從最初生成的數(shù)據(jù)形式保存數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)也可被傳送給繪圖機(jī)，打印出常見的圖紙，通過直接連接到計(jì)算機(jī)輔助制造機(jī)床或電話線傳到地球的任何地方。最明顯的位置是監(jiān)視器。而且計(jì)算機(jī)能夠很容易地搜索和找到一幅圖，只要操作者擁有正確的文件名。這在用數(shù)字計(jì)算諸如一個圓的線段數(shù)、程序必須圓整線段數(shù)時是十分重要的。AutoCAD軟件可根據(jù)需要多次復(fù)制所需模型的形狀和幾何尺寸，快速自動地進(jìn)行剖面填充及尺寸標(biāo)注。用計(jì)算機(jī)計(jì)算零件的變形量是一個重要功績。計(jì)算機(jī)輔助繪圖的好處 用計(jì)算機(jī)完成繪圖及設(shè)計(jì)任務(wù)的好處是令人難忘的：提高速度、提高準(zhǔn)確性、減少硬拷貝存儲空間及易于恢復(fù)信息、加強(qiáng)信息傳遞能力、改善傳輸質(zhì)量和便于修改。目標(biāo)函數(shù)代表著整體模式或部分模式。此外，工程師們應(yīng)該能夠通過多學(xué)科的不同類型的優(yōu)化分析使多種約束條件結(jié)合起來。為了使產(chǎn)品從簡單輪廓圖形到三維實(shí)體模型系統(tǒng)化、系列化，設(shè)計(jì)者必須廣泛接觸設(shè)計(jì)目標(biāo)和特性約束條件。 修改、重配網(wǎng)格和重新估算模式以期獲得特定目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是以輸入初始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)開始的。二維和三維設(shè)計(jì)的應(yīng)用既需要自動進(jìn)行也需要設(shè)計(jì)參數(shù)的結(jié)網(wǎng)性能。優(yōu)化設(shè)計(jì)程序?qū)⒃试S工程師們監(jiān)督該設(shè)計(jì)步驟和進(jìn)度，必要時停止設(shè)計(jì)，改變設(shè)計(jì)條件和重新開始。第二步，定義優(yōu)化目標(biāo)和響應(yīng)約束。第一步，包括預(yù)處理分析和后處理分析，正像慣常使用的有限元分析（FEA）和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）程序應(yīng)用。尺寸和結(jié)構(gòu)形狀決定著優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。如果在一部臺式計(jì)算機(jī)平臺上能實(shí)現(xiàn)自動優(yōu)化設(shè)計(jì)，那就可以節(jié)省大量的時間和金錢。這樣一種方法使得即使是很簡單的設(shè)計(jì)任務(wù)也變的困難，因?yàn)橥ǔＫǜL的時間，需要廣泛的人一機(jī)交互配合，且偏于用設(shè)計(jì)組的經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)令繁瑣的重復(fù)設(shè)計(jì)過程發(fā)生了深刻的變革。過去二十多年里，有限元分析法已經(jīng)成為判別和解決涉及這些復(fù)雜設(shè)計(jì)課題時的最常用方法。CAD/CAM技術(shù)是朝向未來工廠設(shè)計(jì)方向邁出的重要一步。當(dāng)CAM系統(tǒng)中涉及數(shù)控檢驗(yàn)程序以及加工時要求同時觀測零件的變化狀況時，固體幾何模塊描述就很重要。但是隨著CAD/CAM系統(tǒng)價格的降低，也增加了其他方面用戶的數(shù)量。與之相對，如果公司設(shè)計(jì)的產(chǎn)品簡單，所需的CAD/CAM只需一個計(jì)算機(jī)終端即可。在航空航天工業(yè)中，要用CAD/CAM處理器完成航天器設(shè)計(jì)，系統(tǒng)必須能夠容納從不同用戶處得到的新的數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)的修改。單個數(shù)據(jù)庫從實(shí)質(zhì)上減少了認(rèn)為誤差，極大的縮短了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)構(gòu)想到制造出最終產(chǎn)品所需的時間。這其中包括：產(chǎn)品的規(guī)格化、設(shè)計(jì)構(gòu)想、最終設(shè)計(jì)、繪圖、加工及檢驗(yàn)。先進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng)中，零件程序可直接輸入到控制數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)及檢驗(yàn)站中。CAD/CAM是一個統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)，其中CAD部分是在計(jì)算機(jī)內(nèi)與CAM連接在一起的。計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）意思是用計(jì)算機(jī)來幫助制造零件。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）意思是用計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)單個零件或設(shè)計(jì)系統(tǒng)，如航空器。計(jì)算機(jī)“認(rèn)為”實(shí)體模型是一種具有實(shí)體質(zhì)量的模型，所以它可被“鉆孔“加工”“焊接”，好象它是一個實(shí)際的零件。實(shí)體模型是最復(fù)雜的建模層次，并且用于建立實(shí)體模型的程序在一段時期內(nèi)只用在大型計(jì)算機(jī)上。一旦這樣生成后，模型就可以被渲染，使得圖形看上去更逼真。結(jié)果是一個可以從任何位置觀察的三維模型，但仍只是一個框架形式。三維模型可用線框、曲線或?qū)嶓w方式生成。他們可以生成三維零件圖并且可以無限制地修改以獲得所需的結(jié)果。為了有利于工程設(shè)計(jì)的變化，可使用帶有自動尺寸變化的系統(tǒng)對零件進(jìn)行尺寸標(biāo)注。它提供給機(jī)械設(shè)計(jì)師放大的功能，即使在恰當(dāng)配合的裝配零件中最小的元件也能看清楚，設(shè)計(jì)程序甚至能自動辨認(rèn)CAD裝配圖中的潛在問題。采用這些辦法中的任一種或其它常用辦法，CAD系統(tǒng)在設(shè)計(jì)段生成了單個的幾何數(shù)據(jù)庫，它可用于設(shè)計(jì)的各個階段及其后的制造、裝配和檢驗(yàn)過程。在用這種方法時，待分析物體用很多有壓力及彎曲特征的小元素組成的模型表示。采用成組技術(shù)可使工廠減少所用零件得數(shù)量，并使零件在工廠中的制造、運(yùn)輸效率更高。另外，CAD系統(tǒng)使用成組技術(shù)設(shè)計(jì)零件。例如，圓柱是一個基本元素，在已顯示的零件上去掉一個規(guī)定半徑和長度的圓柱就可以生成一個孔。可使用多種不同辦法在計(jì)算機(jī)屏幕上生成圖形。計(jì)算機(jī)生成的圖形是線框圖線。許多CAD系統(tǒng)的最終產(chǎn)品是在與計(jì)算機(jī)連接的繪圖儀中產(chǎn)生的圖形?；ソ皇綀D形系統(tǒng)使用戶可直接和計(jì)算機(jī)通過交互作用以對圖形進(jìn)行調(diào)整及修改。計(jì)算機(jī)圖形功能使設(shè)計(jì)者可用多種辦法研究物體：將物體在計(jì)算機(jī)屏幕上旋轉(zhuǎn)、將其分成幾段、將物體局部放大以仔細(xì)研究以及在運(yùn)動程序的幫助下研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。盡管CAD系統(tǒng)并非一定要包含計(jì)算機(jī)繪圖，但能將設(shè)計(jì)的產(chǎn)品顯示在屏幕上是CAD系統(tǒng)的最有價值的特征之一。CAD系統(tǒng)支持各種階段的設(shè)計(jì)過程—設(shè)計(jì)構(gòu)想、初步設(shè)計(jì)及最終設(shè)計(jì)。3． 在計(jì)算分析過程當(dāng)中，難免會有一些誤差，這種誤差便會影響分析結(jié)果，所以今后再計(jì)算，我們應(yīng)選擇更佳的計(jì)算方法來減小或避免誤差。2． 從變形圖來看，刀齒在切向力的方向上的變形最大，這和刀齒所受切向方向的力最大有關(guān)。從優(yōu)化后模型的受力和變形分析中可以看出相比優(yōu)化前，模型所受應(yīng)力和變形有所下降，這說明我們所得出的結(jié)果符合實(shí)際情況，結(jié)果很合理。 優(yōu)化前 優(yōu)化后 Before optimization After optimization 結(jié)果分析 通過以上分析，我們可以看出，應(yīng)用有限元分析的方法可以通過優(yōu)化參數(shù)大小以達(dá)到優(yōu)化模型的效果。 優(yōu)化結(jié)果Fig Reasult。 Fig DXH2ZR1_DRGC1 芯厚1Fig DXH1ZR1_DRGC1。3. 全局靈敏度分析步驟與二齒平頭立銑刀全局靈敏度分析一樣，在此也不細(xì)說。圖 Fig . DXH2ZR1_DRGC1圖 Fig . DXH1ZR1_DRGC1Fig ZGAMZR1_DRGC1從這些圖中可以看出，周前角對應(yīng)力幾乎沒有影響，芯厚2對應(yīng)力有一定影響，芯厚1對模型所受的應(yīng)力影響非常顯著。圖 Fig . DXH2ZR1_DRGC1圖 芯厚1Fig . DXH1ZR1_DRGC1 圖 周前角 ZGAMZR1_DRGC1，三個影響曲線圖的縱坐標(biāo)變化范圍不相同，不方便進(jìn)行比較。 應(yīng)力 變形 Fig . Stress Fig . The Displacement 靈敏度分析1．局部靈敏度分析定義設(shè)計(jì)參數(shù)，建立、運(yùn)行靈敏度分析任務(wù)，顯示局部靈敏度分析結(jié)果同二齒平頭立銑刀的步驟一樣，不再祥述。 靜態(tài)分析劃分網(wǎng)格與靜態(tài)分析的過程與二齒平頭立銑刀一樣，在這也不細(xì)述了。（2）單擊鼠標(biāo)中鍵返回載荷定義對話框，在force 一欄輸入徑向載荷198軸向載荷1586和切向力0。：定義材料與二齒平頭立銑刀過程一樣，材料選的相同，這里也不再敘述了。 二齒立銑刀有限元分析過程，為二齒球頭立銑刀的有限元分析界面。 優(yōu)化前 優(yōu)化后 Before optimization After optimization 二齒球頭立銑刀建模及有限元分析過程1. 建模過程和二齒平頭立銑刀建模過程一樣，采用混成法建立三維模型，然后陣列以得到最終的模型，與之不同的是在利用混成法掃溝槽的時候，二齒平頭立銑刀僅用了兩步混成，而二齒球頭立銑刀用了多步混成才實(shí)現(xiàn)了建模，然而，原理是一樣的，在此就不再贅述了。d. 在Display type中選擇Fringe，在Quantity中選擇Stress（Displacement），在Component中選擇von Mises，在Display Option選項(xiàng)中勾選Continuous Tone.e. 單擊ok and show 按鈕顯示結(jié)果。c. 接受默認(rèn)名字。圖 設(shè)計(jì)分析Fig. The Design of Analyse圖 測量Fig . Measure步驟三：顯示結(jié)果窗口a. 選擇圖標(biāo) ，系統(tǒng)彈出結(jié)果后處理主界面。運(yùn)算信息最后給出優(yōu)化結(jié)果。k. ，單擊圖標(biāo) ，開始分析計(jì)算。i. 勾選Repeat P_Loop Convergence，其他選項(xiàng)接受默認(rèn)值。g. Goal下面的Limits On measures選項(xiàng)是確定優(yōu)化時的約束條件。f. 單擊Goal右側(cè)的Select按鈕，我們選擇測量值max_stress_vm。b. 在Analyse and Design Studies對話框中選擇FileNew Design Study…c. 系統(tǒng)彈出設(shè)計(jì)分析定義對話框。 優(yōu)化設(shè)計(jì)為了保證模型受應(yīng)力最小，形狀盡可能合理，我們需要對其進(jìn)行優(yōu)化。n. 單擊OK按鈕。l. 單擊OK按鈕完成結(jié)果窗口的定義。j. 確認(rèn)Graph Location 的選項(xiàng)為Design Var，在下方選擇設(shè)計(jì)參數(shù)ZGAM。h. 單擊下方圖標(biāo) ，選擇要顯示的結(jié)果，選擇max_stress_vm。f. 系統(tǒng)返回到Result Window Definition對話框。d. 選擇上方工具欄中的圖標(biāo) 。b. 單擊 圖標(biāo)開始分析計(jì)算。返回到分析設(shè)計(jì)研究對話框。 d. 在Study Name中輸入分析名稱global_zgam，在Type中選擇Global Sensitivity，在Analyses中選擇前面所建立的靜態(tài)分析任務(wù)Analysis1，勾選ZGAM，在Start和End中輸入數(shù)值。a. 選擇圖標(biāo) ，系統(tǒng)彈出Analyse and Design Studies對話框。3. 全局靈敏度分析步驟一：建立全局靈敏度分析任務(wù) 在局部靈敏度分析中已經(jīng)粗略地研究了模型應(yīng)力隨參數(shù)的變化而發(fā)生變化情況，并篩選了兩個參數(shù)做進(jìn)一步研究。圖 芯厚1 DXH1 二次后角Fig ZALF2 圖 芯厚2 DXH2從這些圖中可以看出，一次后角和芯厚2對應(yīng)力幾乎沒有影響，周前角，芯厚1和二次后角對模型所受的應(yīng)力影響非常顯著。單擊OK按鈕完成設(shè)置，同理設(shè)置其它曲線圖的縱坐標(biāo)。具體方法如下：左鍵單擊圖ZGAM_STRESS，選擇FormatGraph，出現(xiàn)Graph Window Options對話框。 圖 周前角Fig . ZGAM圖 芯