附件C：譯文

機(jī)械零件早期設(shè)計階段圖形驅(qū)動人機(jī)交互式有限元應(yīng)力重分析

Sachin S. Terdalkar, Joseph J. Rencis∗

摘要
這篇論文提出了一種新的圖形驅(qū)動的人機(jī)交互式有限元應(yīng)力重分析技術(shù)，使工程師可以在早期設(shè)計階段輕松地手動改變機(jī)械零件的幾何形狀。該接口允許工程師用商業(yè)有限元軟件ANSYS代碼對機(jī)械零件進(jìn)行建模，然后修改部分形狀以即時觀察應(yīng)力和位移等線圖的變化。重分析技術(shù)是用來提高求解修改問題的計算性能，以便在較短的時間里獲得一個在可以接受的精度范圍內(nèi)的結(jié)果，以強(qiáng)調(diào)在設(shè)計過程中交互的本質(zhì)。
三個模型實(shí)例用來展示圖形驅(qū)動有限元技術(shù)重分析技術(shù)的有效性。選用的有限元單元類型是基于均勻，各向同性，線性彈性材料基礎(chǔ)上的一個平面應(yīng)力四節(jié)點(diǎn)四邊形單元：前兩個問題考慮的是一個帶有孔的板和一個帶有倒角的板。這兩個例子表明，通過改變孔和倒角尺寸或形狀，工程師可以在應(yīng)力集中系數(shù)的基礎(chǔ)上手動獲得最佳設(shè)計，即工程師驅(qū)動的優(yōu)化過程。每個案例研究均考慮了多種重新設(shè)計。一種組合近似重分析方法被用于解決每一個重新設(shè)計的問題。第三個案例研究考慮的是一個支撐托架。我們的目標(biāo)是使設(shè)計的支架懸臂部分具有均勻的強(qiáng)度，并盡量減少圓角處的應(yīng)力集中。
1．簡介
1.1 設(shè)計過程
工程設(shè)計是設(shè)計系統(tǒng)，組件或滿足預(yù)期需求的一個過程。這是一個決策過程，在這個過程（通常迭代）中我們應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)，數(shù)學(xué)和工程科學(xué)轉(zhuǎn)換最佳資源來達(dá)到上述目標(biāo)。
設(shè)計過程本質(zhì)是應(yīng)用創(chuàng)造力的一次鍛煉，很多種“設(shè)計流程”已被定義為用來幫助解決“非結(jié)構(gòu)化的問題”，即問題定義很模糊，而且存在多種可能的解決方法。設(shè)計過程可以通過Fig.1的流程圖更好的闡述。