- 相關(guān)推薦
關(guān)于工程力學(xué)建模技術(shù)研究
一直以來(lái)，人們對建模方法學(xué)進(jìn)行了大量的研究，具有代表性的是元建模技術(shù)和以功能為核心的產(chǎn)品建模技術(shù)，下面是小編搜集整理的一篇探究工程力學(xué)建模技術(shù)的論文范文，歡迎閱讀借鑒。
【摘 要】工程力學(xué)建模技術(shù)是以相似原理、模型理論、系統技術(shù)、信息技術(shù)等有關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)為基礎，以計算機系統、與應用相關(guān)的物理效應設備及仿真器為工具，根據用戶(hù)的項目需求，利用系統模型對已有或設想的系統進(jìn)行研究、分析、設計、加工生產(chǎn)、試驗、運行、評估、維護等活動(dòng)的一門(mén)多學(xué)科的綜合性技術(shù)，建模技術(shù)在制造生產(chǎn)中有著(zhù)重要作用，本文就這一技術(shù)進(jìn)行研究，以作技術(shù)交流。
【關(guān)鍵詞】工程力學(xué);建模技術(shù);研究
近年來(lái)，隨著(zhù)計算機輔助技術(shù)不斷的應用到機械設計當中，制造業(yè)傳統的生產(chǎn)模式發(fā)生了翻天覆地的變化，其專(zhuān)業(yè)技術(shù)體系已經(jīng)日趨形成。目前， 建模與仿真技術(shù)正向“數字化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化、集成化、協(xié)同化”為方向發(fā)展。我國建模技術(shù)尤其在復雜系統建模技術(shù)、智能系統建模技術(shù)和基于智能科學(xué)的建模技術(shù)、定性與定量組合的實(shí)體建模技術(shù)、復雜分布建模環(huán)境等方面取得了較大的進(jìn)展。在建模與仿真支撐系統技術(shù)研發(fā)方面， 我國在實(shí)時(shí)仿真算法、各類(lèi)系統的并行算法、視化算法與軟件、分布仿真運行支撐平臺、虛擬樣機工程支撐平臺、仿真網(wǎng)格等方面取得了一批高水平研究成果。相繼研制和生產(chǎn)了多種型號的模擬計算機、混合模擬計算機及混合計算機系統、全數字并行仿真計算機，并正從局部、分散的研究向實(shí)用化、自動(dòng)化、規范化、集成化發(fā)展。工程力學(xué)建模在我國現階段的制造業(yè)中得到了廣泛的應用，可以有效的縮短產(chǎn)品生命周期，提高產(chǎn)品的性能、多樣化、高質(zhì)量、人性化，很大程度上滿(mǎn)足了現在多元化的競爭市場(chǎng)。加強對工程力學(xué)建模是我國制造業(yè)的一大重要任務(wù)，也是滿(mǎn)足多元化市場(chǎng)增加競爭力的必然要求。
1.建模技術(shù)的基本原則
傳統的優(yōu)化技術(shù)需要工程設計人員將設計問(wèn)題用數學(xué)方程的形式全面準確地描述，即確定設計變量、目標函數和約束函數， 因此要求設計人員不但要熟悉產(chǎn)品的設計， 還要掌握一定的優(yōu)化理論和數值計算方法。對大多數的機械產(chǎn)品設計人員來(lái)說(shuō)，做到這一點(diǎn)是很困難的。這在一定程度上影響了優(yōu)化設計的應用。對于復雜機械產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，數學(xué)模型建立的好壞對優(yōu)化設計成功與否起著(zhù)決定性的作用。多學(xué)科產(chǎn)品建模的總體原則可分為：①支持產(chǎn)品的更新。無(wú)論是開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，還是對老產(chǎn)品的改進(jìn)，建模技術(shù)必須考慮到產(chǎn)品的更新設計，這就要求建立基于參數驅動(dòng)的產(chǎn)品模型。②支持產(chǎn)品設計的進(jìn)程。一般的設計進(jìn)程包括功能設計、原理設計、詳細設計和施工設計等多個(gè)階段。在每個(gè)階段都包括概念設計、詳細設計、分析評價(jià)到重設計等一系列反復過(guò)程。建模就是要支持產(chǎn)品從整體設計到局部設計、從概念設計到詳細設計的不斷反復、迭代的進(jìn)程。③支持產(chǎn)品模型轉換的全過(guò)程。機械產(chǎn)品的多學(xué)科優(yōu)化建模的最終目標是生成優(yōu)化任務(wù)數學(xué)模型。產(chǎn)品模型是對產(chǎn)品物理結構的真實(shí)反映， 而計算機能對優(yōu)化任務(wù)的數學(xué)模型進(jìn)行尋優(yōu)計算。全性能優(yōu)化建模不僅要實(shí)現產(chǎn)品全系統和全性能的描述，還要根據不同的要求轉換為不同的優(yōu)化任務(wù)數學(xué)模型， 實(shí)現物理模型和數學(xué)模型的自動(dòng)轉變。
2.建模技術(shù)分析與處理間的相互關(guān)系
完美的設計已成為當今制造行業(yè)追求的關(guān)鍵問(wèn)題，為了達到這一境界人們提出了多學(xué)科建模技術(shù)。多學(xué)科優(yōu)化建模應綜合考慮產(chǎn)品多方位的全系統結構和產(chǎn)品技術(shù)性、經(jīng)濟性和社會(huì )性等各方面性能的統一，以及全面考察從設計、制造、使用到回收整個(gè)產(chǎn)品的全生命周期過(guò)程。工程力學(xué)建模是后期計算的基礎，所建立的模型既要保證后期的分析計算結果不失真，也要保證后期的分析計算能夠在實(shí)際中可以實(shí)施，就要同時(shí)把握兩個(gè)原則“可靠性”和“經(jīng)濟性”。建模技術(shù)研究的具體內容包括：功能方案、產(chǎn)品建模、優(yōu)化規劃、優(yōu)化算法、尋優(yōu)搜索和結果處理等。計算精度能夠達到工程要求，它直接影響工程能否正常運行。以工作規范以及國家標準系列等為依據，保障力學(xué)分析計算的可靠性�？梢园哑渲姓贾鲗ё饔玫膬热輾w納為：初步建模、尋優(yōu)搜索和耦合分析與處理三方面，它們構成了建模設計優(yōu)化的主體，也是產(chǎn)品設計優(yōu)化不同于傳統優(yōu)化的關(guān)鍵所在，而其它方面的內容則是該主體的延伸及支撐。這三方面的內容是相互依存、相互統一不可分割的，不同的建模方式導致了相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域間不同耦合關(guān)系的產(chǎn)生，而不同的耦合關(guān)系又需要不同的搜索策略和方法，不同的搜索策略和方法又必須有合適的優(yōu)化數學(xué)模型與之相匹配。
3.現代建模方法介紹
3.1元建模技術(shù)和產(chǎn)品建模技術(shù)
一直以來(lái)，人們對建模方法學(xué)進(jìn)行了大量的研究，具有代表性的是元建模技術(shù)和以功能為核心的產(chǎn)品建模技術(shù)�；诋a(chǎn)品物理本質(zhì)的元建模技術(shù)，認為各種應用模型難以溝通的原因在于不同的領(lǐng)域所涉及的知識域不同，而現有的模型缺乏這些知識域之間的聯(lián)系，因此無(wú)法進(jìn)行信息的重用與共享。他們把產(chǎn)品中那些反映物理本質(zhì)的信息如質(zhì)量、力等屬性作為信息元，用符號來(lái)描述不同抽象程度、不同粒度、不同近似度以及不同對應關(guān)系上各信息元之間的物理依賴(lài)關(guān)系，用由這些信息元及其依賴(lài)關(guān)系構成的元模型來(lái)建立起知識域之間的聯(lián)系，最后通過(guò)定性推理從元模型中導出各應用分析模型，而各應用模型的變化也能通過(guò)元模型傳播到其它應用模型。但建立基于物理本質(zhì)的元模型需要開(kāi)發(fā)人員對產(chǎn)品的各種物理規律有清楚的了解， 這在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的初始階段是十分困難的。用功能單元來(lái)描述產(chǎn)品既可以使設計人員避免從設計一開(kāi)始就面臨著(zhù)對設計對象物理規律的抽象，又可以滿(mǎn)足概念設計的需要。然而，多學(xué)科建模需要解決的任務(wù)是多方位的，隨著(zhù)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的推進(jìn)“功能單元”描述需要不斷深化。如何由基礎的功能單元衍生出各種應用所需要的新的功能模型，保證多學(xué)科建模各階段模型一致性、可擴充性、可集成性以及可重用性是各種建模方法所需解決的核心內容。
3.2現代網(wǎng)絡(luò )協(xié)同建模技術(shù)
高水平建模工具開(kāi)發(fā)平臺是實(shí)施多學(xué)科建模技術(shù)的基礎，它需要把計算機、網(wǎng)絡(luò )、操作系統、分布式數據庫和一些專(zhuān)用方法、工具集成起來(lái)，構建一個(gè)適應并行工作方式的計算機環(huán)境;把不同地點(diǎn)， 使用不同學(xué)科的多學(xué)科小組成員集成起來(lái)構建一個(gè)分布式協(xié)同建模平臺，各個(gè)學(xué)科小組成員通過(guò)共享產(chǎn)品信息模型進(jìn)行信息交互和協(xié)同設計。這種產(chǎn)品建模方式是基于網(wǎng)絡(luò )、支持異地并行、協(xié)同及面向產(chǎn)品全生命周期的設計模式。這樣各個(gè)研究機構或公司可以利用自己的學(xué)科或產(chǎn)品領(lǐng)域優(yōu)勢，按照標準創(chuàng )建自己的設計問(wèn)題模型，并在網(wǎng)絡(luò )上發(fā)布相應的設計模塊。設計人員在面對一個(gè)復雜的設計問(wèn)題時(shí)，不需要關(guān)注自己不了解的學(xué)科領(lǐng)域，只需在網(wǎng)絡(luò )上尋找到相關(guān)的設計模塊，然后將他們與自己創(chuàng )建的本地設計模塊連接起來(lái)， 就可以形成一個(gè)集成設計系統。這不僅可以大大縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間，降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本，同時(shí)也可以使設計人員集中于自己關(guān)注的領(lǐng)域，從而更好地進(jìn)行產(chǎn)品的創(chuàng )新設計�；诰W(wǎng)絡(luò )協(xié)同和UG NX 實(shí)現的框架平臺是一種高水平的建模工具平臺，它是并行、協(xié)同及分布式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的模式與CAD 軟件集成的具體體現。
4.結束語(yǔ)
綜上所述，工程力學(xué)建模是一項根據產(chǎn)品設計基本原理，結合現代計算機技術(shù)，以市場(chǎng)需求的多元性與高性能產(chǎn)品為要求的先進(jìn)技術(shù)。我們要加強對工程建模技術(shù)的研究，不斷研發(fā)更多先進(jìn)技術(shù)，以生產(chǎn)出更多人性化、高質(zhì)量、綠色環(huán)保產(chǎn)品，更好的促進(jìn)人們生活水平的提高以及國民經(jīng)濟的可持續發(fā)展。
【工程力學(xué)建模技術(shù)研究】相關(guān)文章：
數學(xué)建模論文07-06
物理建模論文09-22
工程力學(xué)論文06-22
建模論文格式08-23
建模比賽開(kāi)題報告06-07
數學(xué)建模論文模板07-22
數學(xué)建模論文范本10-22
數學(xué)建模論文模板07-03
工程力學(xué)論文（精品）06-26