小學(xué)期專(zhuān)業(yè)軟件應(yīng)用實(shí)習(xí)收獲小結(jié)

小學(xué)期專(zhuān)業(yè)軟件應(yīng)用實(shí)習(xí)收獲小結(jié)新學(xué)期伊始，迎接我們的第一門(mén)課程是我們并不熟悉的專(zhuān)業(yè)軟件實(shí)習(xí)，作為一名機(jī)械工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的本科生，我深知這些字母背后所蘊(yùn)含的知識(shí)與寶藏將是我一生與之相伴的重要武器，包括proe、ug等三維工程軟件、有限元法理論以及數(shù)學(xué)處理軟件matlab都是與我以后的工作息息相關(guān)的組成部分，所以在學(xué)習(xí)結(jié)束之后，我將我這一個(gè)星期以來(lái)的所得所感進(jìn)行梳理，總結(jié)出如下收獲。一：三位工程軟件相關(guān)知識(shí)proe的簡(jiǎn)介：1985年，PTC公司成立于美國(guó)波士頓，開(kāi)始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER誕生了。經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/ENGINEER還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境。下面就Pro/ENGINEER的特點(diǎn)及主要模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。主要特性 ：1、全相關(guān)性：Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開(kāi)發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒(méi)有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開(kāi)發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。2、基于特征的參數(shù)化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來(lái)說(shuō)是很熟悉的，因而易于使用。 3、裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過(guò)給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。4、數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開(kāi)發(fā)研制，正是專(zhuān)門(mén)用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。5、裝配管理：Pro/ENGINEER的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對(duì)齊”等很容易的把零件裝配起來(lái)，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。6、易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。UG的簡(jiǎn)介：UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一個(gè)產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及加工過(guò)程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段。Unigraphics NX針對(duì)用戶的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的需求，提供了經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的解決方案。Unigraphics CAD/CAM/CAE系統(tǒng)提供了一個(gè)基于過(guò)程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)境，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)從設(shè)計(jì)到加工真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造。UG面向過(guò)程驅(qū)動(dòng)的技術(shù)是虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),在面向過(guò)程驅(qū)動(dòng)技術(shù)的環(huán)境中，用戶的全部產(chǎn)品以及精確的數(shù)據(jù)模型能夠在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)保持相關(guān)，從而有效地實(shí)現(xiàn)了并行工程。該軟件不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計(jì)功能；而且，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力學(xué)分析和仿真模擬，提高設(shè)計(jì)的可靠性；同時(shí)，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品的加工，其后處理程序支持多種類(lèi)型數(shù)控機(jī)床。另外它所提供的二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言UG/OPen GRIP，UG/open API簡(jiǎn)單易學(xué)，實(shí)現(xiàn)功能多，便于用戶開(kāi)發(fā)專(zhuān)用CAD系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)，該軟件具有以下特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：1、具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，真正實(shí)現(xiàn)了CAD/CAE/CAM等各模塊之間的無(wú)數(shù)據(jù)交換的自由切換，可實(shí)施并行工程。2、采用復(fù)合建模技術(shù)，可將實(shí)體建模、曲面建模、線框建模、顯示幾何建模與參數(shù)化建模融為一體。3、用基于特征（如孔、凸臺(tái)、型膠、槽溝、倒角等）的建模和編輯方法作為實(shí)體造型基礎(chǔ)，形象直觀，類(lèi)似于工程師傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)辦法，并能用參數(shù)驅(qū)動(dòng)。4、曲面設(shè)計(jì)采用非均勻有理B樣條作基礎(chǔ)，可用多種方法生成復(fù)雜的曲面，特別適合于汽車(chē)外形設(shè)計(jì)、汽輪機(jī)葉片設(shè)計(jì)等復(fù)雜曲面造型。5、出圖功能強(qiáng)，可十分方便地從三維實(shí)體模型直接生成二維工程圖。能按ISO標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)標(biāo)標(biāo)注尺寸、形位公差和漢字說(shuō)明等。并能直接對(duì)實(shí)體做旋轉(zhuǎn)剖、階梯剖和軸測(cè)圖挖切生成各種剖視圖，增強(qiáng)了繪制工程圖的實(shí)用性。6、以Parasolid為實(shí)體建模核心，實(shí)體造型功能處于領(lǐng)先地位。目前著名CAD/CAE/CAM軟件均以此作為實(shí)體造型基礎(chǔ)。7、提供了界面良好的二次開(kāi)發(fā)工具GRIP（GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING）和UFUNC（USER FUNCTION），并能通過(guò)高級(jí)語(yǔ)言接口，使UG的圖形功能與高級(jí)語(yǔ)言的計(jì)算功能緊密結(jié)合起來(lái)。8、具有良好的用戶介面，絕大多數(shù)功能都可通過(guò)圖標(biāo)實(shí)現(xiàn)；進(jìn)行對(duì)象操作時(shí)，具有自動(dòng)推理功能；同時(shí)，在每個(gè)操作步驟中，都有相應(yīng)的提示信息，便于用戶做出正確的選擇。目前應(yīng)用情況：目前而言，PROE和UG的應(yīng)用分為都很廣，但因各自特點(diǎn)不同兩個(gè)軟件的應(yīng)用區(qū)域也不盡相同，UG多用于汽車(chē)和航空方面，在模具行業(yè)UG與PROE不相上下。但在一般的機(jī)械、電子、家電、玩具等行業(yè)，PROE比UG應(yīng)用得要廣泛得多。二：有限元法的基本思想：所謂有限元法（FEA），其基本思想是把連續(xù)的幾何機(jī)構(gòu)離散成有限個(gè)單元，并在每一個(gè)單元中設(shè)定有限個(gè)節(jié)點(diǎn)，從而將連續(xù)體看作僅在節(jié)點(diǎn)處相連接的一組單元的集合體，同時(shí)選定場(chǎng)函數(shù)的節(jié)點(diǎn)值作為基本未知量并在每一單元中假設(shè)一個(gè)近似插值函數(shù)以表示單元中場(chǎng)函數(shù)的分布規(guī)律，再建立用于求解節(jié)點(diǎn)未知量的有限元方程組，從而將一個(gè)連續(xù)域中的無(wú)限自由度問(wèn)題轉(zhuǎn)化為離散域中的有限自由度問(wèn)題。求解得到節(jié)點(diǎn)值后就可以通過(guò)設(shè)定的插值函數(shù)確定單元上以至個(gè)集合體上的場(chǎng)函數(shù)。對(duì)每個(gè)單元，選取適當(dāng)?shù)牟逯岛瘮?shù)，使得該函數(shù)在子域內(nèi)部、在子域分界面上以及子域與外界面上都滿足一定的條件。單元組合體在已知外載荷作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，列出一系列以節(jié)點(diǎn)、位移為未知量的線性方程組，利用計(jì)算機(jī)解出節(jié)點(diǎn)位移后，再用彈性力學(xué)的有關(guān)公式，計(jì)算出各單元的應(yīng)力、應(yīng)變，當(dāng)各單元小到一定程度，那么它就代表連續(xù)體各處的真實(shí)情況。有限元分析軟件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四個(gè)比較知名比較大的公司，其中ADINA、ABAQUS在非線性分析方面有較強(qiáng)的能力目前是業(yè)內(nèi)最認(rèn)可的兩款有限元分析軟件，ANSYS、MSC進(jìn)入中國(guó)比較早所以在國(guó)內(nèi)知名度高應(yīng)用廣泛。目前在多物理場(chǎng)耦合方面幾大公司都可以做到結(jié)構(gòu)、流體、熱的耦合分析，但是除ADINA以外其它三個(gè)必須與別的軟件搭配進(jìn)行迭代分析，唯一能做到真正流固耦合的軟件只有ADINA。ANSYS是商業(yè)化比較早的一個(gè)軟件，目前公司收購(gòu)了很多其他軟件在旗下。ABAQUS專(zhuān)注結(jié)構(gòu)分析目前沒(méi)有流體模塊。MSC是比較老的一款軟件目前更新速度比較慢。ADINA是在同一體系下開(kāi)發(fā)有結(jié)構(gòu)、流體、熱分析的一款軟件，功能強(qiáng)大但進(jìn)入中國(guó)時(shí)間比較晚市場(chǎng)還沒(méi)有完全鋪開(kāi)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們正在不斷建造更為快速的交通工具、更大規(guī)模的建筑物、更大跨度的橋梁、更大功率的發(fā)電機(jī)組和更為精密的機(jī)械設(shè)備。這一切都要求工程師在設(shè)計(jì)階段就能精確地預(yù)測(cè)出產(chǎn)品和工程的技術(shù)性能，需要對(duì)結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)力強(qiáng)度以及溫度場(chǎng)、流場(chǎng)、電磁場(chǎng)和滲流等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。例如分析計(jì)算高層建筑和大跨度橋梁在地震時(shí)所受到的影響，看看是否會(huì)發(fā)生破壞性事故；分析計(jì)算核反應(yīng)堆的溫度場(chǎng)，確定傳熱和冷卻系統(tǒng)是否合理；分析渦輪機(jī)葉片內(nèi)的流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)，以提高其運(yùn)轉(zhuǎn)效率。這些都可歸結(jié)為求解物理問(wèn)題的控制偏微分方程式，這些問(wèn)題的解析計(jì)算往往是不現(xiàn)實(shí)的。近年來(lái)在計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值分析方法支持下發(fā)展起來(lái)的有限元分析（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis）方法則為解決這些復(fù)雜的工程分析計(jì)算問(wèn)題提供了有效的途徑。在工程實(shí)踐中，有限元分析軟件與CAD系統(tǒng)的集成應(yīng)用使設(shè)計(jì)水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 增加設(shè)計(jì)功能，減少設(shè)計(jì)成本； 縮短設(shè)計(jì)和分析的循環(huán)周期； 增加產(chǎn)品和工程的可靠性； 采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低材料的消耗或成本； 在產(chǎn)品制造或工程施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題； 模擬各種試驗(yàn)方案，減少試驗(yàn)時(shí)間和經(jīng)費(fèi)； 進(jìn)行機(jī)械事故分析，查找事故原因。三：matlab相關(guān)收獲MATLAB 是一個(gè)數(shù)學(xué)軟件。它可以處理很多問(wèn)題的。它有很多的工具箱包含了很多的內(nèi)容。它面向?qū)ｉT(mén)的領(lǐng)域開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)的工具箱用起來(lái)很方便的。MATLAB是Mathworks公司開(kāi)發(fā)的一種集計(jì)算、圖形可視化和編輯功能于一體的功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)便、易于擴(kuò)充的語(yǔ)言，是目前國(guó)際上公認(rèn)的優(yōu)秀的數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件之一。 MATLAB系統(tǒng)的強(qiáng)大功能是由其核心內(nèi)容（語(yǔ)言系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)環(huán)境、圖形系統(tǒng)、數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)、應(yīng)用程序接口等）和輔助工具箱（符號(hào)計(jì)算、圖象處理、優(yōu)化、統(tǒng)計(jì)和控制等工具箱）兩大部分構(gòu)成。MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）之意。除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，它還提供了專(zhuān)業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算，文字處理，可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué),工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C,FORTRAN等語(yǔ)言完相同的事情簡(jiǎn)捷得多.在新的版本中也加入了對(duì)C,FORTRAN,c+ ,JAVA的支持.可以直接調(diào)用,用戶也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用，非常的方便。 MATLAB的基礎(chǔ)是矩陣計(jì)算,但是由于他的開(kāi)放性,并且mathwork也吸收了像maple等軟件的優(yōu)點(diǎn),使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件 MATLAB的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊，典型的應(yīng)用舉例如下： (1) 數(shù)據(jù)分析； (2) 數(shù)值與符號(hào)計(jì)算； (3) 工程與科學(xué)繪圖； (4) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)； (5) 航天工業(yè)； (6) 汽車(chē)工業(yè)； (7) 生物醫(yī)學(xué)工程； (8) 語(yǔ)音處理； (9) 圖像與數(shù)字信號(hào)處理； (10) 財(cái)務(wù)、金融分析； (11) 建模、仿真及樣機(jī)開(kāi)發(fā)； (1