机械拓扑优化设计和机械仿真未来就业和发展前景哪个好?
很高兴回答你的问题。你的情况估计很多读研的人都碰到过,我读研一的时候也是一样很迷茫。谈谈我的经验吧,希望能帮助到你。
研究方向分析
机械仿真:你说的这个机械仿真实际是指有限元仿真。目前机械有限元仿真软件有很多,主流通用的有ANSYS,ABAQUS,MARC,NASTRAN 等。而从仿真类型来看主要包括结构静力仿真、动力学仿真、热力学仿真、流体仿真等。目前用的比较多的软件是ANSYS,ABAQUS等。教育市场很多是用ANSYS,ABAQUS擅长非线性分析,功能强大。你如果要搞机械仿真,你要确定你应该学仿真里面的哪一块,想全部精通很难。从我的经验来看,至少要对结构静力仿真和动力学仿真非常熟悉。有的特定企业可能会有特定的仿真方向,像我同学去格力的话就要求必须会流体仿真。
机械拓扑优化设计:拓扑优化简单来说是机械结构优化的一个热门方向。普通优化主要以一个或某几个参数为目标,其结果往往失真。而拓扑优化则是在保证正常功能的前提下,使整体结构形状优化到一个最佳区间,实现材料最优分布(主要指应力、应变)。现在做拓扑优化很多也是采用有限元分析软件,ansys workbench中的ACT插件分析就能很好地进行拓扑优化。做拓扑优化你还是得有一定的静力学及动力学仿真基础。如果你仿真的应力云图都看不懂,那能把拓扑优化做好吗?
就业及发展前景分析
机械仿真方向:几乎每个机械装备制造企业都需要对零部件进行结构静力分析。因些有限元仿真应用非常广。产品设计的流程循环一般是:设计-虚拟装配验证-可靠性仿真-改进优化结构-再仿真-仿真结果满意-试制验证(多次)-成品。所以仿真环节很关键,仿真做的好能减少试制验证的次数,从而大幅减少产品的开发周期。我在公司五年做了十几个案例的仿真分析,这东西入门不太难,但实际分析非常有难度。边界条件,工况的确定需要仔细分析,一不小心仿真就会偏离实际。总之,有限元仿真在现今机械产品的研发过程中越来越重要,应用前景十分广阔。
(之前做的高速铁路钢轨扭转工艺仿真,仿真和实验结果对比非常接近)
机械拓扑优化设计:这个方向偏冷门一点,现实中企业在这方面花的精力不是特别多,要看行业了。我所处的行业对整机结构只要求满足静力学和动力学的安全性要求和疲劳验证,没有在更进一步的优化上下功夫。一些大公司做产品深度优化时会用到,还有就是一些汽车公司为了降低成本而又不影响车辆安全性,会做不少的拓扑优化仿真。但总体来说,拓扑优化是一个锦上添花的手段,是对已有产品进一步提升时用到的一种优化方法。我想这肯定是今后发展的一个方向,因为我们不仅是制造大国,也要向制造强国迈进。产品设计的精益求精会越来越重要。
学习建议
不管你做哪种方向,建议要精通结构力学仿真,动力学仿真。软件的话建议学ANSYS Workbench平台。这个平台相对于其它软件来说,让我最爽的就是它和很多三维建模软件是无缝兼容的。也就是通过UG\CREO等软件建好模型后马上就能导入Workbench平台,不会丢面丢线。之前公司购买了正版的NASTRAN仿真软件,在模型导入方面经常要做不少调整,非常麻烦。Workbench操作相对简单的多。初学的话可以找一本许荆京编的实例教程学习,官方发布的12.1版本教程也非常不错。当然如果学有余力,其它的仿真平台能熟悉是最好了。
读研一定要发挥主观能动性。研究生导师一般要参与本科教学、项目申请与研究、研究生教学、行政管理等很多工作,所以经常性地指导你心有余而力不足了。所以要多花时间独自研究,通过各种途径寻找资料。另外, 如果导师课题多的话,还可以争取加入项目组,跟着师兄师姐多学习。
多参与企业调研,寻找实际问题作为你的仿真素材。现实中很多问题都可以做为仿真案例,尤其是一些中小企业。它们因为人力成本的问题,一般不会做力学仿真分析。我之前的课题就来自一个小企业。这样一积累你的水平提升会很快。