Pro/MECHANICA環(huán)境下的管道支架優(yōu)化設(shè)計

2013-07-01 by:廣州CAD:proe設(shè)計培訓中心來源:廣州proe有限元分析培訓中心

隨著電子計算機的發(fā)展,現(xiàn)代機械設(shè)計方法也呈現(xiàn)出多樣化,利用先進的CAD/CAE工具對機械系統(tǒng)開展研究已成為一種趨勢。proeNGINEER是集CAD/CAM/CAE于一體的大型設(shè)計軟件,其中CAE常用的模塊有Mechanism Design eXtension(MDX)和Pro/MECHANICA。絕大多數(shù)專業(yè)分析軟件幾何建模的功能比較弱,須通過IGES格式或STEP格式進行數(shù)據(jù)交換,這樣往往容易造成數(shù)據(jù)的丟失而須花費大量的時間與精力進行幾何模型的修補工作。而Pro/MECHANICA能克服這一弱點,它可以直接利用proeNGINEER的幾何模型進行有限元分析。由于proeNGINEER具有強大的參數(shù)化功能, Pro/MECHANICA就利用參數(shù)化工具的優(yōu)點對幾何模型進行靈敏度分析和優(yōu)化設(shè)計,這是Pro/MECHANICA區(qū)別其他有限元軟件最顯著的特征。

一、Pro/MECHANICA環(huán)境下的優(yōu)化設(shè)計

1.Pro/MECHANICA Structure模塊簡介
與其他專業(yè)的有限元分析軟件一樣,Pro/MECHANICA Structure模塊可以完成有限元分析和模型的優(yōu)化設(shè)計,它的設(shè)計研究種類主要有三種:標準分析(Standard)、靈敏度分析(Sensitivity)和優(yōu)化設(shè)計分析(Optimization)。圖1為Pro/MECHANICA Structure模塊的主菜單。概括的說,Pro/MECHANICA Structure模塊的分析任務為兩類,第一類為設(shè)計驗證或設(shè)計校核,例如進行設(shè)計模型的應力應變檢驗,和其他有限元分析軟件一樣,須通過創(chuàng)建幾何模型、簡化模型、設(shè)定單位和材料屬性、定義約束、定義載荷、定義分析任務、運行分析、顯示評價計算結(jié)果這樣的工作流程;第二類為模型的設(shè)計優(yōu)化,這是Pro/MECHANICA區(qū)別其他有限元軟件最顯著的特征。它的工作流程如圖2所示。現(xiàn)以管道支架為例簡述Pro/MECHANICA獨特的優(yōu)化設(shè)計功能。

Pro/MECHANICA環(huán)境下的管道支架優(yōu)化設(shè)計proe應用技術(shù)圖片圖片1

2.管道支架的優(yōu)化設(shè)計
管道支架是一種廣泛應用于建筑、電力等行業(yè)的支撐類零件,對其進行有限元分析和優(yōu)化設(shè)計對實際生產(chǎn)有著重要的指導意義。

(1)幾何模型的建立
圖3為某管道支架在proe下的三維造型圖,主要由中間板、邊緣板、中間切槽、左端固定板組成,其左端面固定。由材料力學可知,該支架左端固定板與中間板、邊緣板連接面為危險截面,截面上下位置處的點所受應力最大,為危險點。因此分別建立測量點PNT0、PNT1以監(jiān)測危險點處的應力值。

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