机械设计的根本（欢迎大家理性讨论）

xbg · 发表于 2014-4-2 11:21:23

昨天看到一条帖子，引发了很多思考。最近针对机械行业的思考越来越多，像这种行业性问题，以前我是从来不会关心，不知道是不是上了而立之年，开始更深入的思考。而且我也是站在一个普通工程师角度的思考。
我并没有针对某个人的意思，只是这种普遍现象越来越没法视而不见。我先把帖子贴出来：
有限元有什么用？建立模型需要正确、网格划分需要自己调节、结果分析需要经验取舍，整个设计大部分时间都在对付这个玩意。有用吗？凭借经验和浅显的力学计算，也能满足设计要求。我不知道这个东西真的有用吗？就不能搞个简便的软件，使设计人员大部分时间放在结构构思上？
我再次强调，我只针对事，绝对不针对某个人，而且我没有针对个人的理由。这条帖子中我标出了三个最典型的问题：经验和浅显的力学计算；简便的软件；结构构思。
经验
在中国，机械设计的根本是“经验”，为什么要打引号？在行业内混久了，有多少是真正的经验，其实大家心里都很清楚。我去企业培训第二件事就是告诉参加培训的人：经验是方法和理论的衍生物。经验这个词不能作为阻碍技术交流的方式，但凡回答不了的问题、不了解的现象，都统统用经验敷衍。但是只要能够成为经验的东西，必然会有一种规律，而随着最近几十年的知识大爆炸时代，大多数经验都会有成熟的理论去支撑，只是没有人去深挖而已。机械设计，大多数的经验都有力学和数学理论去支撑，而网格划分不是经验，是方法。为什么别人能画出网格你没画出来，第一是别人运气好，第二就是别人方法比你好。而在正确的方法引导下，网格画多了，经验自然就有了。
浅显的力学计算
机械设计的基础是什么，我认为是力学。所有的机械设计理论上都是满足力学的基础之上设计出来的。之前我提到去企业培训要说的第二件事，第一件事是什么？就是告诉大家：我今天来的最主要目的不是来教大家软件操作这么简单，操作语音视频都有，我要告诉大家的是有限元分析的理念和方法，要告诉大家的是机械设计的本质就是力学设计：弹性力学的设计、流体力学的设计、振动力学的设计、损伤力学的设计。不需要大家学会，只需要大家知道，所以大家在以前的学习中，你们把积累经验作为你们的首要目的，但是这种方法需要改变，至少要把积累经验和理论基础的学习作为同等重要的事情。也许这种道理很多很多工程师都知道，但是，真正付诸行动的有多少。
简便的软件
这个是目前企业很多工程师的想法，之前我和一位企业工程师交流关于软件可操作性问题，他给了我一组很好的对应名词：主观可操作性和客观可操作性。什么意思，所有的功能都集成在几个键上，对产品针对性强，这种操作性就是客观可操作性，工程师想通过外部接口或者普通的编程语言去实现新的功能几乎不可能（不是指二次开发），而主观可操作性，指工程师可以通过软件自带的编程语言实现各种界面操作所达不到的功能，比如ANSYS。但凡功强大的软件一般都会有这种开放接口给工程师的功能，但是这种软件给工程师的感觉就是难，难这个词其实无法准确表达，其实应该用专业。
其实越看似越简便的软件操作性未必一定最强。大多数的经验公式和经验数据被集成在软件后台，工程师能够操作却不知其所以然。工程师在这个过程中会彻底沦为软件操作工，为什么企业要二次开发，提升效率，还有么？降低企业对工程师的依赖性。企业主有这样的想法我觉得很正常，但是工程师呢？为什么工程师待遇不高？你有企业必须要依赖的技能么？工程师一定要有自己的一技之长，这个“长”绝对不是软件操作。
结构构思
这个问题就是经验还是力学的衍生问题了，设计我认为分为两种：感性的设计和理性的设计，服装、建筑外观等等都是感性的设计，这种设计用构思这个词我认为很合适，但是机械设计我认为应该归为理性的设计，就是通过各种力学计算进行的设计，用构思这个词就不太合适了。机械设计是一个很严谨的问题，必须在大量计算和实验基础之上才能设计完成。中国机械制造行业大多数企业几十年来已经抄习惯了。已经忘了机械制造的根本，为什么很多老工程师不喜欢年轻工程师，不是因为他们倚老卖老，而是在他们眼里，我们根本不懂机械设计，根本不知道什么叫做机械设计。点点鼠标画一个三维模型，也许他们真不会，但是他们会的是我们很多工程师远远没有办法去理解的。
接下来这段话是我一朋友说的，虽然不敢苟同部分内容，但是我还是把他的原话贴在这里：人们都该学习有限元了。大家要知道力学是基础啊，没力学那里来的微积分，没微积分那里来的微分方程，没有微分方程那里来的等效弱积分，没有等效弱积分那里来的有限元，没有有限元那里来的abaqus、anasys这些有限元软件。没有abaqus、anasys这些有限元软件，那里来的cae工程师啊。没有cae工程师那里来的simwe啊，所以大家应该支持这里。平时我也用anasys、abaqus、fortran作有限元，但是我没忘本，还留在这里（力学板块）。
其实这段话不仅仅适用CAE工程师，建筑、机械、电子等等用到力学的工程师应该都适用，不要忘了设计的根本！