机械优化设计常用软件整理.pptx

《机械优化设计常用软件整理.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、常用优化软件及其优化设计使用范围5第五部分5.1.1PROE优化设计PROEPro/E：功能强大的三维CAD/CAE/CAM（proe/nc）一体化、集成化软件，涵盖产品从设计到制造的全过程，可以迅速提高企业在产品工程设计与制造方面的效率。Pro/Mechanica：有限元分析技术，CAE核心技术之一。三大模块：结构分析、温度分析、运动分析。利用有限元分析功能，发现零部件的薄弱部位，通过变更设计参数来改变几何形状，从而得到最优结果。Pro/MechanicaStructure：进行零件模型和装配模型的结构分析和优化分析。Pro/Engineer操作

2、软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。优化设计三维模型应力分析灵敏度分析三维建模平面应力分析PROE优化设计步骤123455.1.2proe优化设计步骤5.1风险管理概述基于PROE的活动扳手优化进行扳手模型优化设计需要完成

3、以下工作：创建几何模型、简化模型定义材料属性（Mechanica里完成定义）定义约束定义载荷静态分析定义设计参数、运行灵敏度分析运行优化分析、根据优化结果改变模型5.1.3PROE优化设计实例5.1.4——定义约束载荷为了摸拟扳手的实际工作情况，对扳手钳口与螺母接触的平面区域施加约束。为了摸拟手对扳手的作用，在手柄尾部上表面长为75mm的矩形区域内，施加均布力，此均布力沿X轴方向的分力为-50N，沿Y轴方向的分力为-100N。5.1风险管理概述5.1.4——扳手建模与实际模型相比，有限元模型作了适当简化。模型是以FRONT平面为草图平面建立的实体拉

4、伸特征，实体的厚度为10mm，方向为向屏幕内侧生成。5.1.4——平面应力分析进入Pro/Mechanica工作环境5.1.4——定义材料厚度5.1.4——定义约束载荷定义静态分析将根据模型中指定的约束和载荷，来计算模型中变形、应力和应变。可知模型是否可以承受得住指定的载荷条件、零件所能承受的临界点在何处，以及零件变形的位移量是多少。5.1.4——建立分析任务将模型中扳手厚度、手柄宽度作为创建局部灵敏度研究的设计参数，比较这两个参数对模型质量、vonMises应力和端点位移有多大影响。5.1.4——灵敏度分析扳手厚度（d0）10尺寸，手柄宽度（d1

5、0）12.5尺寸接下来会自动进行局部灵敏度和全局灵敏度分析5.1.4——灵敏度分析优化的目的是在设计结构时以减轻产品重量为最高原则，而通过应力分析条纹图可知扳手尾端对应力的影响最小，因此在扳手尾端增加一个φ10的通孔。5.1.4——优化设计本次设计的优化目标是，在满足应力要求的前提下，尽可能达到质量轻、体积小、形状合理，并最大限度的减缓过渡区的应力集中。利用已建立好的扳手厚度、扳手尾端孔径进行优化设计，将这两个参数全部作为设计参数。5.1.4——优化设计更新零件优化分析结果5.1.4——优化设计5.2结论通过运用Pro/MECHANICA对扳手进行

6、平面、三维模型应力分析、敏感度分析及优化设计，可以拓展到对于任何产品而言，在满足设计要求的前提下，采用过程优化设计方法，对产品机构、设计参数、结构形状等参数进行优化设计，尽早发现设计中的缺陷，并验证产品功能和性能的可靠性，使产品机构性能达到最佳状态。扳手能够用PROE建模的物体5.2.1ANSYSANSYS软件是美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件，是世界范围内增长最快的计算机辅助工程（CAE）软件，能与多数计算机辅助设计（CAD，computerAideddesign）软件接口，实现数据的共享和交换，如Creo,NASTRAN

7、,Alogor,I－DEAS,AutoCAD等。是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。5.2.2ANSYS实现优化的基本过程最终进行优化设计1.参数化建模和加载2.求解3.参数化结果分析文件初始设计搜寻设计域创建循环使用的分析文件(1)参数化建立模型(PREP7)用设计变量作为参数建模的工作是在PREP7中完成的。(2)求解(SOLUTION)求解器用于定义分析类型和分析选项，施加载荷，指定载荷步，完成有限元计算。所有分析用到的数据都要指定：凝聚法分析中的主自由度，非线性分析中的收敛准则，谐波分析中的频率范围等。载荷和

8、边界条件也可以作为设计变量。(3)提取并指定状态变量和目标函数(POST1/POST26)提取结果并赋值给相应的参数。这些