




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、常用優(yōu)化軟件及其優(yōu)化設(shè)計(jì)使用范圍5 5 第五部分 2XXXXXXXXXXXXXXXXXX5.1.1 PROE優(yōu)化設(shè)計(jì)PROElPro/E:功能強(qiáng)大的三維CAD/CAE/CAM(proe/nc)一體化、集成化軟件,涵蓋產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的全過程,可以迅速提高企業(yè)在產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)與制造方面的效率。lPro/Mechanica :有限元分析技術(shù),CAE核心技術(shù)之一。三大模塊:結(jié)構(gòu)分析、溫度分析、運(yùn)動(dòng)分析。利用有限元分析功能,發(fā)現(xiàn)零部件的薄弱部位,通過變更設(shè)計(jì)參數(shù)來改變幾何形狀,從而得到最優(yōu)結(jié)果。lPro/Mechanica Structure:進(jìn)行零件模型和裝配模型的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化分析。Pro/Engi
2、neer操作軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱,是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者,在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣,是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一,特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。 3XXXXXXXXXXXXXXXXXX優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)三維模型三維模型應(yīng)力分析應(yīng)力分析靈敏度分析靈敏度分析三維建模三維建模平面平面應(yīng)力分析應(yīng)力分析PROE優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟步驟5.1.2proe優(yōu)化設(shè)計(jì)步驟 4XXX
3、XXXXXXXXXXXXXXX5.1 風(fēng)險(xiǎn)管理概述基于PROE的活動(dòng)扳手優(yōu)化進(jìn)行扳手模型優(yōu)化設(shè)計(jì)需要完成以下工作:創(chuàng)建幾何模型、簡化模型定義材料屬性(Mechanica里完成定義)定義約束定義載荷靜態(tài)分析定義設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行靈敏度分析運(yùn)行優(yōu)化分析、根據(jù)優(yōu)化結(jié)果改變模型5.1.3PROE優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例 5XXXXXXXXXXXXXXXXXX5.1.4定義約束 載荷 為了摸擬扳手的實(shí)際工作情況,對(duì)扳手鉗口與螺母接觸的平面區(qū)域施加約束。 為了摸擬手對(duì)扳手的作用,在手柄尾部上表面長為75mm的矩形區(qū)域內(nèi),施加均布力,此均布力沿X軸方向的分力為-50N,沿Y軸方向的分力為-100N。 6XXXXXXXXXX
4、XXXXXXXX5.1 風(fēng)險(xiǎn)管理概述5.1.4扳手建模與實(shí)際模型相比,有限元模型作了適當(dāng)簡化。模型是以FRONT平面為草圖平面建立的實(shí)體拉伸特征,實(shí)體的厚度為10mm,方向?yàn)橄蚱聊粌?nèi)側(cè)生成。 7XXXXXXXXXXXXXXXXXX5.1.4平面應(yīng)力分析 進(jìn)入Pro/Mechanica工作環(huán)境 8XXXXXXXXXXXXXXXXXX5.1.4定義材料厚度 9XXXXXXXXXXXXXXXXXX5.1.4定義約束載荷 10XXXXXXXXXXXXXXXXXX定義靜態(tài)分析將根據(jù)模型中指定的約束和載荷,來計(jì)算模型中變形、應(yīng)力和應(yīng)變??芍P褪欠窨梢猿惺艿米≈付ǖ妮d荷條件、零件所能承受的臨界點(diǎn)在何處,以
5、及零件變形的位移量是多少。5.1.4建立分析任務(wù) 11XXXXXXXXXXXXXXXXXX 將模型中扳手厚度、手柄寬度作為創(chuàng)建局部靈敏度研究的設(shè)計(jì)參數(shù),比較這兩個(gè)參數(shù)對(duì)模型質(zhì)量、von Mises應(yīng)力和端點(diǎn)位移有多大影響。5.1.4靈敏度分析扳手厚度(扳手厚度(d0)10尺寸,手柄寬度(尺寸,手柄寬度(d10)12.5尺寸尺寸 12XXXXXXXXXXXXXXXXXX接下來會(huì)自動(dòng)進(jìn)行局部靈敏度和全局靈敏度分析5.1.4靈敏度分析優(yōu)化的目的是在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)以減輕產(chǎn)品重量為最高原則,而通過應(yīng)力分析條紋圖可知扳手尾端對(duì)應(yīng)力的影響最小,因此在扳手尾端增加一個(gè)10的通孔。 13XXXXXXXXXXXXXX
6、XXXX5.1.4優(yōu)化設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的優(yōu)化目標(biāo)是,在滿足應(yīng)力要求的前提下,盡可能達(dá)到質(zhì)量輕、體積小、形狀合理,并最大限度的減緩過渡區(qū)的應(yīng)力集中。利用已建立好的扳手厚度、扳手尾端孔徑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),將這兩個(gè)參數(shù)全部作為設(shè)計(jì)參數(shù)。 14XXXXXXXXXXXXXXXXXX5.1.4優(yōu)化設(shè)計(jì) 15XXXXXXXXXXXXXXXXXX更新零件 優(yōu)化分析結(jié)果5.1.4優(yōu)化設(shè)計(jì) 16XXXXXXXXXXXXXXXXXX5.2 結(jié)論通過運(yùn)用Pro/MECHANICA對(duì)扳手進(jìn)行平面、三維模型應(yīng)力分析、敏感度分析及優(yōu)化設(shè)計(jì),可以拓展到對(duì)于任何產(chǎn)品而言,在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下,采用過程優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,對(duì)產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)參
7、數(shù)、結(jié)構(gòu)形狀等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的缺陷,并驗(yàn)證產(chǎn)品功能和性能的可靠性,使產(chǎn)品機(jī)構(gòu)性能達(dá)到最佳狀態(tài)。扳手扳手 能夠用能夠用PROE建模的物體建模的物體 17XXXXXXXXXXXXXXXXXX5.2.1 ANSYSANSYS軟件是美國ANSYS公司研制的大型通用有限元分析(FEA)軟件,是世界范圍內(nèi)增長最快的計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)軟件,能與多數(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD,computer Aided design)軟件接口,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換,如Creo, NASTRAN, Alogor, IDEAS, AutoCAD等。是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分
8、析軟件。 18XXXXXXXXXXXXXXXXXX5. 2 .2ANSYS實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的基本過程最終進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)1.參數(shù)化建模和加載2.求解3. 參數(shù)化結(jié)果分析文件初始設(shè)計(jì)搜尋設(shè)計(jì)域 19XXXXXXXXXXXXXXXXXX 創(chuàng)建循環(huán)使用的分析文件創(chuàng)建循環(huán)使用的分析文件(1) 參數(shù)化建立模型參數(shù)化建立模型(PREP7)用設(shè)計(jì)變量作為參數(shù)建模的工作是在PREP7中完成的。(2) 求解求解(SOLUTION)求解器用于定義分析類型和分析選項(xiàng),施加載荷,指定載荷步,完成有限元計(jì)算。所有分析用到的數(shù)據(jù)都要指定:凝聚法分析中的主自由度,非線性分析中的收斂準(zhǔn)則,諧波分析中的頻率范圍等。載荷和邊界條件也可以作為
9、設(shè)計(jì)變量。(3) 提取并指定狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)提取并指定狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)(POST1/POST26)提取結(jié)果并賦值給相應(yīng)的參數(shù)。這些參數(shù)一般為狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)。提取數(shù)據(jù)的操作用*GET命令(Utility MenuParametersGet Scalar Data)實(shí)現(xiàn)。(4) 分析文件的準(zhǔn)備分析文件的準(zhǔn)備分析文件有三種方式,分別為系統(tǒng)編輯器編輯的批處理文件;LGWRITE命令(Utility MenuFileWrite DB Log)生成的命令流文件;程序命令流文件(Jobname. LOG,必要時(shí)需刪除不必要的部分)。5. 2 .2ANSYS實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的具體過程 20XXXXXXXXXX
10、XXXXXXXX建立優(yōu)化分析的參數(shù)建立優(yōu)化分析的參數(shù)完成分析文件的建立后,就可以進(jìn)行優(yōu)化分析了,如果在交互方式下進(jìn)行優(yōu)化的話,最好先在ANSYS數(shù)據(jù)庫中用分析文件建立參數(shù),其優(yōu)點(diǎn)有:初始參數(shù)可以作為一階分析方法的起點(diǎn),且對(duì)于優(yōu)化過程參數(shù)在數(shù)據(jù)庫中可以在GUI下進(jìn)行操作,便于定義優(yōu)化變量。進(jìn)入進(jìn)入OPT指定分析文件指定分析文件該步驟是由OPT處理器來完成,其命令為:/OPT。 21XXXXXXXXXXXXXXXXXX聲明優(yōu)化變量聲明優(yōu)化變量該步驟指定哪些參數(shù)是設(shè)計(jì)變量,哪些參數(shù)是狀態(tài)參數(shù),哪些參數(shù)是目標(biāo)函數(shù),允許有不超過60個(gè)設(shè)計(jì)變量和不超過100個(gè)狀態(tài)變量,但只能有一個(gè)目標(biāo)函數(shù)。選擇優(yōu)化工具或
11、優(yōu)化方法選擇優(yōu)化工具或優(yōu)化方法ANSYS提供了一些優(yōu)化工具和方法,默認(rèn)方法是單次循環(huán),指定后續(xù)優(yōu)化的工具和方法的命令為:OPTYPE。指定優(yōu)化循環(huán)控制方式指定優(yōu)化循環(huán)控制方式每種優(yōu)化方法和工具都有相應(yīng)的循環(huán)控制參數(shù),如最大迭代次數(shù)等,這些控制參數(shù)設(shè)定的路徑為:Main MenuDesign OptMethod/Tool。 22XXXXXXXXXXXXXXXXXX進(jìn)行優(yōu)化分析進(jìn)行優(yōu)化分析在控制項(xiàng)設(shè)定好以后,可以進(jìn)行分析了,其命令為:OPEXE。在執(zhí)行OPEXE時(shí),優(yōu)化循環(huán)文件(JOBNAME.LOOP)會(huì)根據(jù)分析文件生成。循環(huán)在滿足以下情況時(shí)終止:收斂、中斷、分析完成等。查看設(shè)計(jì)序列結(jié)果查看設(shè)計(jì)
12、序列結(jié)果優(yōu)化循環(huán)結(jié)束后,可以用命令或相應(yīng)的GUI路徑來查看設(shè)計(jì)序列。如:OPLIST、STATUS、POST1和POST26等。5.2.3ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)具體步驟 23XXXXXXXXXXXXXXXXXX上圖是一個(gè)兩端固定的矩形斷面鋼梁,其彈性模量E = 200 GPa,梁的寬度b=100 mm,梁的厚度需要優(yōu)化設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使梁的重量最輕。梁的上表面必須維持水平,但是梁厚度是可以沿著長度變化的(即梁底的曲線是可以變化的),但是梁厚度不得低于100 mm也不得超過800 mm。負(fù)載方面考慮一集中載重F、均布力p和自重。另一限制條件是彎曲應(yīng)力不能夠超過100 MPa。b=0.1mh長度=6
13、m均布載荷p=15000N/m集中載荷F=100000N5.2.4ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例 24XXXXXXXXXXXXXXXXXX模型建立模型建立首先,這個(gè)例子是左右對(duì)稱的,所以只需取左半部來分析就可以了。然后取三個(gè)地方的高度,分別是端點(diǎn)H1、四分點(diǎn)H2、及梁中央點(diǎn)H3,然后以樣條函數(shù)將這三個(gè)點(diǎn)用圓滑曲線連結(jié)起來,代表梁底的曲線。使用PLANE42元素來做2D的分析,取整個(gè)梁的最大和最小的彎曲應(yīng)力(分別是SMAX及SMIN)作為狀態(tài)變量,上下限分別為+100 MPa及-100 MPa。梁的總體積(SVOLUME)是目標(biāo)方程。綜合以上的討論,設(shè)計(jì)優(yōu)化問題可以表示成下列的數(shù)學(xué)模式:mm 8003m
14、m 100mm 8002mm 100mm 8001mm 100Mpa 100 Mpa 100Mpa 100Mpa 100 HHHSMINSMAXtoSubjectSVOLUMEMininize 25XXXXXXXXXXXXXXXXXX分析過程分析過程 26XXXXXXXXXXXXXXXXXX 27XXXXXXXXXXXXXXXXXX 28XXXXXXXXXXXXXXXXXX 29XXXXXXXXXXXXXXXXXX 30XXXXXXXXXXXXXXXXXX 31XXXXXXXXXXXXXXXXXX小心填錯(cuò)!嚴(yán)格按順序、按圖示值填寫!小心填錯(cuò)!嚴(yán)格按順序、按圖示值填寫! 32XXXXXXXXXX
15、XXXXXXXX嚴(yán)格按順序依次連接點(diǎn)嚴(yán)格按順序依次連接點(diǎn)1和和2、點(diǎn)、點(diǎn)2和和3、點(diǎn)、點(diǎn)1和和4、點(diǎn)、點(diǎn)2和和5、點(diǎn)、點(diǎn)3和和6!最后點(diǎn)擊最后點(diǎn)擊OK! 33XXXXXXXXXXXXXXXXXX嚴(yán)格按順序依次連接點(diǎn)嚴(yán)格按順序依次連接點(diǎn)4、5和和6,然后點(diǎn)擊,然后點(diǎn)擊OK! 34XXXXXXXXXXXXXXXXXX按順序依次連接右側(cè)按順序依次連接右側(cè)4條線,點(diǎn)擊條線,點(diǎn)擊Apply;然后依次連接左側(cè);然后依次連接左側(cè)4條線,最后點(diǎn)擊條線,最后點(diǎn)擊OK! 35XXXXXXXXXXXXXXXXXX 36XXXXXXXXXXXXXXXXXX 37XXXXXXXXXXXXXXXXXX 38XXXXXXXXXXXXXXXXXX 39XXXXXXXXXXXXXXXXXX 40XXXXXXXXXXXXXXXXXX你以為這就結(jié)束你以為這就結(jié)束了?了? 41XXXXXXXXXXXXXXXXXX建模才剛剛開建模才剛剛開始!始! 42XXXXXXXXXXXXXXXXXX Ansys具有建模和對(duì)模型操作的能力,但是其步驟和程序較繁瑣,因此常常對(duì)優(yōu)化對(duì)象先用PROE建好模型,再導(dǎo)入ansys進(jìn)行分析優(yōu)化。如果是以應(yīng)力作為變量,則直接將PROE中的
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 適應(yīng)性教學(xué)策略與實(shí)施計(jì)劃
- 四年級(jí)下數(shù)學(xué)教案-空間與圖形-蘇教版
- 全國泰山版初中信息技術(shù)八年級(jí)上冊(cè)第二章第一節(jié)《數(shù)字化視頻播放》教學(xué)設(shè)計(jì)
- 視網(wǎng)膜壞死的護(hù)理
- 人才繼任計(jì)劃的制定與落實(shí)
- 工業(yè)園區(qū)安全隱患的評(píng)估與治理計(jì)劃
- 2025年無機(jī)礦物填充塑料合作協(xié)議書
- 言語治療辨音訓(xùn)練
- 九年級(jí)道德與法治下冊(cè) 第一單元 我們共同的世界 第二課 構(gòu)建人類命運(yùn)共同體教學(xué)實(shí)錄設(shè)計(jì)(pdf) 新人教版
- 南京會(huì)展工作簡歷模板
- 浙江省浙南名校聯(lián)盟2024-2025學(xué)年高一2月返校檢測語文試題及答案
- 2025年南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院單招職業(yè)技能測試題庫及答案一套
- 2025年桐城師范高等??茖W(xué)校單招職業(yè)適應(yīng)性測試題庫審定版
- 2024年新疆事業(yè)單位招聘筆試真題
- 2025年揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)單招職業(yè)傾向性測試題庫審定版
- 2025國網(wǎng)陜西省電力公司高校畢業(yè)生招聘74人(第三批)易考易錯(cuò)模擬試題(共500題)試卷后附參考答案
- 2025年寧波城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院單招職業(yè)適應(yīng)性測試題庫標(biāo)準(zhǔn)卷
- 2.1堅(jiān)持依憲治國-八年級(jí)道德與法治下冊(cè)大單元教學(xué)同步課件(部編版)
- 交通運(yùn)輸安全員崗位職責(zé)概述
- 2025年楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職單招高職單招英語2016-2024歷年頻考點(diǎn)試題含答案解析
- 2025年滬科版八年級(jí)生物下冊(cè)階段測試試卷
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論