Wolfram 解决方案 | 机械工程

使用内置的曲面建模功能、有限元方法、控制系统和复杂的优化例程（一个系统、一个集成的工作流程），以交互式应用程序方式设计和仿真机械系统。

Wolfram 机械工程解决方案的基础是世界上最精确的符号和数值引擎，具有用于微分方程求解和大规模特征系统计算的高度自动化的超级功能，所有这些功能均具有自检高精度算法。

Wolfram优势

(https://www.wolfram.com/system-modeler/examples/heavy-equipment/construction-equipment-simulation.html)

(https://demonstrations.wolfram.com/StressDistributionInACircularPlateWithConcentratedRadialLoad/)

Wolfram技术包括成千上万个内置函数，这些使您能够：

•使用Wolfram SystemModeler设计和仿真动力总成控制器、重型设备、车辆动力学、空间机器人等

•自动计算设计数量，包括闭环传递函数、PID参数设置等

•执行自动化的有限元分析，包括网格和元素生成

•使用Wolfram SystemModeler对包含来自多个物理领域（例如机械，电子和控制系统）零件的现实世界模型进行建模

•计算机械系统的线性阻尼，集总参数，多自由度模型的自由振动和强迫振动

•优化机械系统的设计参数，例如齿条齿轮机构，活塞-曲轴组件等

•开发用于电动机，伺服和变频器驱动的速度和转矩控制算法

•预测组件故障

•执行复杂表面的表面建模，包括汽车车身，燃气轮机叶片，医疗设备等

•使用内置函数进行泰勒级数和傅立叶级数分析，以用于振动，系统动力学等领域

Wolfram如何比较

(上图源代码：https://demonstrations.wolfram.com/MechanicalInvoluteGears/)

(上图源代码：https://www.wolfram.com/system-modeler/examples/industrial-manufacturing/stewart-platform-parallel-manipulator.html)

您当前的工具集是否具有这些优势？

•自由格式的语言输入无需语法即可立即产生结果

Wolfram技术的独特之处

•内置的工业强度表面建模原语，用于对高度定制的表面进行建模，例如医疗植入设备、车身等

MATLAB没有内置的曲面建模图元

•高度优化的超级功能可以分析方程式并自动选择正确的算法，以快速为您提供准确的结果-有时切换中间计算以进一步优化其他计算系统使您可以手动分析方程式以确定要应用的函数——例如，在Mathematica中使用NDSolve的位置，在MATLAB中必须正确选择ode45、ode23、ode113、ode15s、bvp4c、pdepe 等，否则可能会有错误的答案

•使用内置的约束和无约束优化例程分析和优化一个系统中的机械装配

MATLAB 需要额外付费的工具箱才能进行优化；Pro/Engineer需要额外的Pro /Mechanica 附加组件来进行设计优化

•自动精确控制和任意精度数值可为大规模有限元分析问题提供准确的结果

MATLAB依赖于有限精度的数值，由于缺乏精度而可能导致严重的错误

•使用Mathematica的混合符号数字体系自动计算高阶微分方程

MATLAB要求您手动将高阶微分方程式重写为一阶方程式以进行计算

•立即构建交互式应用程序以对动态系统进行原型设计

Wolfram技术的独特之处

•编写使用Mathematica的函数编程功能为非标准应用程序生成其他函数的函数，例如创建与空间尺寸无关的 FEA 代码

MATLAB和其他过程语言不支持此功能

主要功能

Wolfram 技术包括用于计算、建模、可视化、开发和部署的数千种内置功能»

机械工程特定功能：

•高度优化的超函数，用于对常微分方程和偏微分方程进行符号和数值求解，包括有限元法、参数微分方程，DAE和积分»

•用于设计和分析控制系统的集成功能，包括具有时间延迟的模型和代数方程式»

•自动计算设计数量，包括闭环传递函数、PID参数设置等»

•完整的可靠性分析功能，包括用于精确定位子系统的重要措施，有助于提高系统可靠性»

•强大的优化例程，可对机械零件和装配体进行设计参数优化»

•工业级B样条曲线和基于NURBS的曲线和曲面图形图元，用于复杂的曲面建模应用»

•内置功能可计算对象的本征频率，以进行损坏评估和故障预测»

•用于生成交互式应用程序的自动界面构造，例如齿条齿轮机构中的齿轮干扰，活塞-曲轴运动等»

•使用先进的数据分析和统计功能对机械或机电数据进行有效预处理和后处理»

•与多个内置应用程序领域紧密集成，包括信号处理、图像处理、小波分析等。

•内置支持超过4,500个单位-包括跨图形以及数字和符号计算的自由形式的语言输入、转换和尺寸一致性检查»

Wolfram System Modeler 是用于高保真建模的完整的物理建模和仿真工具。使用 System Modeler，您可以：

•设计和模拟车辆动力学、动力总成控制器、重型设备、太空机器人等»

•对机械和机电子系统进行多域集总系统仿真和基于模型的设计与分析»

•与Mathematica无缝连接，以实现最终的集成建模，仿真和分析工作流程