湃�？萍贾鲗е贫ā皺C械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析通用規則”國家標準

“世界強國的興衰史和中華民族的奮斗史一再證明，沒(méi)有強大的制造業(yè)，就沒(méi)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 )新的主戰場(chǎng)，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)品綜合設計和系統仿真提到戰略性高度，結合系統工程和企業(yè)運行要求，形成規范的復雜產(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(zhù)，企業(yè)需要構建一套科學(xué)且行之有效的仿真體系。從一定意義上來(lái)說(shuō)，仿真技術(shù)實(shí)則是中國制造業(yè)的未來(lái)。

有限元法，是仿真分析的最主要方法，求解問(wèn)題包羅萬(wàn)象，幾乎覆蓋各個(gè)學(xué)科及各個(gè)工程領(lǐng)域。仿真技術(shù)，其目標是不斷改善面向問(wèn)題、面向用戶(hù)的模塊描述能力和對模型實(shí)驗的功能。其在機械領(lǐng)域廣泛應用，能夠有效改進(jìn)和優(yōu)化設計方案，促進(jìn)機械產(chǎn)業(yè)的穩健發(fā)展；同時(shí)，也為經(jīng)濟發(fā)展和結構轉型帶來(lái)新機遇，助力實(shí)現《中國制造2025》。

國家標準是指經(jīng)由國家標準化主管機構批準并公告的文件，除國家法律法規規定強制執行的標準以外，具有推薦意義�！吨腥A人民共和國標準化法》將中國標準分為國家標準、行業(yè)標準、地方標準(DB)、企業(yè)標準(Q/)四級。此次湃�？萍贾鲗е贫ǖ氖亲罡呒墖�家標準，由全國技術(shù)產(chǎn)品文件標準化技術(shù)委員會(huì )提出并歸口。  

《機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析通用規則》的編制任務(wù)來(lái)源于國家標準《機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析通則》的制定任務(wù)，由全國技術(shù)產(chǎn)品文件標準化技術(shù)委員會(huì )提出，并于2013年列入國家標準制、修訂計劃。按照國家標準管理委員會(huì )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月底前完成標準的報批稿。

據介紹，該項國家標準全稱(chēng)《機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析通用規則》，規定了用于機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析的術(shù)語(yǔ)和定義、范圍、類(lèi)型、流程、一般要求、規則、分析類(lèi)型、結果評估及輸出、報告編寫(xiě)、單位系統等。

機械產(chǎn)品結構有限元力學(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，本標準并未基于某一特定的軟件平臺來(lái)編寫(xiě)，而是從不同的有限元分析軟件操作流程和方法中總結和提煉出需要共同遵守的規則和技術(shù)點(diǎn)。

任務(wù)下達以后，全國技術(shù)產(chǎn)品文件標準化技術(shù)委員會(huì )根據該國家標準制定任務(wù)的具體要求，通過(guò)公開(kāi)征集、擇優(yōu)選擇等方式，于2013年11月成立了標準起草工作組（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“工作組”）。工作組的專(zhuān)家主要來(lái)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(kāi)發(fā)和技術(shù)咨詢(xún)。

為了較好把握本標準編寫(xiě)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，工作組對與該標準有關(guān)的現有標準進(jìn)行了調研和比較，主要包括《GB/T 31054-2014 機械產(chǎn)品計算機輔助工程 有限元數值計算 術(shù)語(yǔ)》等。

通過(guò)實(shí)地考察和查詢(xún)等方式，進(jìn)行了廣泛的調研工作，走訪(fǎng)了機械產(chǎn)品行業(yè)重點(diǎn)單位，了解了這些單位在機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析流程、軟件工具等方面的基本情況。機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析技術(shù)在大量推廣和應用的同時(shí)，存在一些突出的問(wèn)題。例如不同工程師對仿真分析中的模型命名、簡(jiǎn)化原則和模型檢查等方面存在明顯的差異，加上人為主觀(guān)因素干預等等諸多因素造成各個(gè)工程師之間仿真分析自稱(chēng)體系、相互隔離，導致仿真分析結果只能成為設計中形式化的工具，甚至可能誤導決策。這些都制約了機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析技術(shù)水平的發(fā)展。要解決這些問(wèn)題，只有制定統一適用的標準，對機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析建模的命名規則、網(wǎng)格劃分方法等做出系統性規定，促進(jìn)仿真分析技術(shù)水平的提高，從而實(shí)現機械產(chǎn)品結構設計水平的提升。

編制完成后的《機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析通用規則》為機械產(chǎn)品結構設計和分析人員提供有限元力學(xué)仿真分析的標準指南。通過(guò)對機械產(chǎn)品結構有限元仿真建模方法、內容以及評估的規范定義，實(shí)現機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析模型的高度完整性、高可靠性和高重用性。有效保障和促進(jìn)機械產(chǎn)品有限元分析的正確、高速發(fā)展，為機械產(chǎn)品結構設計規范、流程規范和質(zhì)量規范提供切實(shí)可行的技術(shù)支撐，提高機械產(chǎn)品結構設計的高可靠性和自主創(chuàng )新能力，降低設計風(fēng)險其主要技術(shù)內容說(shuō)明如下：

以機械產(chǎn)品為對象，針對結構有限元力學(xué)分析建模過(guò)程，確定了機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析建模的術(shù)語(yǔ)。這些術(shù)語(yǔ)包括有限元建模、材料屬性、邊界條件、應力集中、單元、零維單元、一維單元、二維單元、三維單元、質(zhì)量單元、彈簧單元、節點(diǎn)、桿、梁、板/殼、實(shí)體、高階單元、低階單元、約束、位移、載荷、強度、剛度、結構靜力學(xué)分析、結構動(dòng)力學(xué)分析、長(cháng)寬比、長(cháng)細比、翹曲度、偏斜度、內角、幾何非線(xiàn)性和材料非線(xiàn)性。

本標準規定了機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析的類(lèi)型、流程、一般要求、模型建立規則、有限元分析（簡(jiǎn)稱(chēng)“分析”）、結果評估、結果輸出、報告編寫(xiě)。

本標準適用于機械產(chǎn)品結構的有限元力學(xué)分析。

對機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析的分析類(lèi)型進(jìn)行了規定。

對機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析流程進(jìn)行了規定。

對機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析時(shí)模型簡(jiǎn)化、單元類(lèi)型選擇、網(wǎng)格劃分、計算方法選擇等內容等進(jìn)行了規定。

借鑒了國家標準中的部分規定，同時(shí)也提煉了有限元分析工程師應用有限元軟件的經(jīng)驗，對機械產(chǎn)品有限元分析中，有限元模型的建立進(jìn)行了規定。

將機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析分成靜力學(xué)分析與動(dòng)力學(xué)分析兩類(lèi)，并分別對其分析方法進(jìn)行了規定。其中，動(dòng)力學(xué)分析分為：模態(tài)分析、諧響應分析、譜分析及瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。

對機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析結果的評估方法及方法選擇進(jìn)行了規定。

對機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析結果的輸出進(jìn)行了規定。結果輸出分為：靜力學(xué)分析、模態(tài)分析、諧響應分析、譜分析以及瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。

對機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析報告的內容及編寫(xiě)方法進(jìn)行了規定等。

眼下，中國工業(yè)領(lǐng)域正不斷踐行《中國制造2025》行動(dòng)綱領(lǐng)，推動(dòng)傳統制造業(yè)的轉型升級和健康穩定發(fā)展。湃�？萍即舜纬晒χ贫�機械產(chǎn)品制造方面的國家標準，無(wú)疑助力了我國制造業(yè)的跨越發(fā)展。主導制定出“機械產(chǎn)品結構有限元力學(xué)分析通用規則”國家標準，與其在仿真領(lǐng)域深厚的客戶(hù)積累及行業(yè)定位是密不可分的。

關(guān)于湃�？萍迹褐铝τ谠诋a(chǎn)品設計、制造、服務(wù)領(lǐng)域，為制造業(yè)客戶(hù)提供集成高效的信息技術(shù)解決方案和技術(shù)平臺，在CAD/CAE/CAM、產(chǎn)品生命周期管理PLM、數字化制造和仿真、ALM/SCM/SLM、物聯(lián)網(wǎng)IOT等領(lǐng)域提供解決方案以及規劃咨詢(xún)、實(shí)施推廣和定制開(kāi)發(fā)服務(wù)。湃�？萍寄壳皟H技術(shù)團隊超過(guò)140人規模，已服務(wù)于徐工集團、三一重工、一汽集團、格特拉克、中國通號、臥龍電氣、華為、�？低�視、微創(chuàng )醫療、新華醫療等 1000多家國內外知名企業(yè)，橫跨工業(yè)裝備、汽車(chē)、高科技電子、醫療設備、航空航天和國防等多個(gè)行業(yè)。