ProE MECHANICA超經(jīng)典入門實(shí)例.doc

.入門實(shí)例通過兩個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)體模型分析實(shí)例介紹使用Pro/MECHANICA進(jìn)行分析任務(wù)（包括基本應(yīng)力分析、靈敏度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)等）的基本過程，通過這一章的學(xué)習(xí)后，讀者應(yīng)該能夠掌握使用Pro/MECHANICA進(jìn)行分析的基本方法。本章主要內(nèi)容包括：u Pro/MECHANICA分析任務(wù)分類u 入門實(shí)例2.1 Pro/MECHANICA分析任務(wù)分類在Pro/MECHANICA中，將每一項(xiàng)能夠完成的工作稱之為設(shè)計(jì)研究。所謂設(shè)計(jì)研究是指針對(duì)特定模型用戶定義的一個(gè)或一系列需要解決的問題。在Pro/MECHANICA中，每一個(gè)分析任務(wù)都可以看作一項(xiàng)設(shè)計(jì)研究。Pro/MECHANICA的設(shè)計(jì)研究種類可以分為以下3種類型。l 標(biāo)準(zhǔn)分析（Standard）：最基本、最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)研究類型，至少包含一個(gè)分析任務(wù)。在此種設(shè)計(jì)研究中，用戶需要指定幾何模型、劃分有限元網(wǎng)格、定義材料、定義載荷和約束、定義分析類型和計(jì)算收斂方法、計(jì)算并顯示結(jié)果。l 靈敏度分析（Sensitivity）：可以根據(jù)不同的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)或者物性參數(shù)的改變計(jì)算出一些列的結(jié)果。除了進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)分析的各種定義外，用戶需要定義設(shè)計(jì)參數(shù)、指定參數(shù)的變化范圍。用戶可以用靈敏度分析來(lái)研究哪些設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)模型的應(yīng)力或質(zhì)量影響較大。l 優(yōu)化設(shè)計(jì)分析（Optimization）：在基本標(biāo)準(zhǔn)分析的基礎(chǔ)上，用戶指定研究目標(biāo)、約束條件（包括幾何約束和物性約束）、設(shè)計(jì)參數(shù)，然后在參數(shù)的給定范圍內(nèi)求解出滿足研究目標(biāo)和約束條件的最佳方案。因此，概括的說(shuō)，Pro/MECHANICA Structure能夠完成的任務(wù)可以分為兩大類：l 第一類可以稱之為設(shè)計(jì)驗(yàn)證，或者稱為設(shè)計(jì)校核，例如進(jìn)行設(shè)計(jì)模型的應(yīng)力應(yīng)變檢驗(yàn)，這也是其他有限元分析軟件所只能完成的工作。在Pro/MECHANICA中，完成這種工作需要依次進(jìn)行以下步驟：（1） 創(chuàng)建幾何模型。（2） 簡(jiǎn)化模型。（3） 設(shè)定單位和材料屬性。（4） 定義約束。（5） 定義載荷。（6） 定義分析任務(wù)。（7） 運(yùn)行分析。（8） 顯示、評(píng)價(jià)計(jì)算結(jié)果。l 第二類可以稱之為模型的設(shè)計(jì)優(yōu)化，這是Pro/MECHANICA區(qū)別與其他有限元軟件最顯著的特征。在Pro/MECHANICA中進(jìn)行模型的設(shè)計(jì)優(yōu)化需要完成以下工作：（1） 創(chuàng)建幾何模型。（2） 簡(jiǎn)化模型。（3） 設(shè)定單位和材料屬性。（4） 定義約束。（5） 定義載荷。（6） 定義設(shè)計(jì)參數(shù)。（7） 運(yùn)行靈敏度分析。（8） 運(yùn)行優(yōu)化分析。（9） 根據(jù)優(yōu)化結(jié)果改變模型。本章將通過兩個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例來(lái)介紹上述過程。2.2 入門實(shí)例2.2.1 有限元模型的建立步驟一：打開模型零件（1） 設(shè)置工作目錄為ch2。（2） 打開零件模型example1，如圖2.1所示。圖2.1 步驟二：設(shè)置模型單位（1） 打開Pro/ENGINEER主界面的Edit菜單，然后選擇Setup選項(xiàng)。（2） 系統(tǒng)彈出Part Setup菜單管理器，如圖2.2所示。 圖2.32 （3） 在Part Setup菜單中單擊Units選項(xiàng)，系統(tǒng)彈出Units Manager對(duì)話框，如圖2.3所示。圖2.3 （4） 我們要將模型的單位設(shè)置為毫米牛頓秒的形式，所以在Systems of Units中選擇millimeter Newton Second(mmNs)，如圖2.4所示。（5） 單擊Units Manager對(duì)話框右側(cè)的Set按鈕進(jìn)行單位設(shè)定。（6） 系統(tǒng)彈出警告對(duì)話框要求選擇模型單位轉(zhuǎn)化方式，選擇Convert Existing Numbers（Same Size）不改變模型大小方式，如圖2.4所示。圖2.4 （7） 單擊OK按鈕完成單位轉(zhuǎn)化。（8） 單擊Close按鈕完成單位系統(tǒng)設(shè)置。步驟三：進(jìn)入Pro/MECHANICA模式（1） 打開Pro/ENGINEER主界面的Applications菜單，選擇Mechanica，系統(tǒng)彈出模型單位系統(tǒng)信息對(duì)話框，如圖2.5所示。圖2.5 （2） 單擊Continue按鈕繼續(xù)，系統(tǒng)進(jìn)入Pro/MECHANICA模式，如圖2.6所示。圖2.6 （3） 為進(jìn)入Pro/MECHANICA Structure模塊，選擇MECHANICA菜單管理器中的Structure選項(xiàng)，系統(tǒng)進(jìn)入結(jié)構(gòu)分析主界面。步驟四：設(shè)置模型材料（1） 選擇MEC STRUCT菜單ModelMaterials，系統(tǒng)彈出材料定義對(duì)話框。（2） 在Materials對(duì)話框左側(cè)的Materials in Library:列表框中選擇SS，然后單擊按鈕，將SS添加至右側(cè)的Materials in Model:列表框中，如圖2.7所示。 圖2.7 （3） 在圖2.7對(duì)話框中單擊Edit按鈕，系統(tǒng)彈出材料屬性修改對(duì)話框，如圖2.8所示。從該對(duì)話框中可以看出SS這種材料的基本屬性，單擊OK按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。圖2.8 （4） 在圖2.7對(duì)話框中單擊Assign|Part按鈕， 系統(tǒng)提示選擇一個(gè)Part模型。（5） 選擇example1模型，然后單擊OK按鈕關(guān)閉選擇對(duì)話框。（6） 系統(tǒng)返回Materials對(duì)話框，單擊Materials對(duì)話框中的Close按鈕。（7） 完成模型材料的定義。步驟五：定義約束我們要將example1的左端面固定，所以需要在左端面定義面約束。（1） 在MEC STRUCT菜單中選擇ConstraintsNewSurface（也可以直接單擊右側(cè)工具欄上的命令圖標(biāo)），系統(tǒng)彈出Constraints定義對(duì)話框，如圖2.9所示。圖2.9 （2） 保留默認(rèn)的約束名稱Constraints1和默認(rèn)的約束組名稱ConstraintSet1。（3） 單擊Reference|Surface(s)下側(cè)的按鈕，系統(tǒng)提示Select Surfaces:（選擇面）。（4） 選擇圖2.10所示的左端面，單擊OK關(guān)閉選擇對(duì)話框。選擇此面圖2.10 （5） 系統(tǒng)回到Constraints對(duì)話框。（6） 保留默認(rèn)坐標(biāo)系設(shè)置。（7） 圖2.9對(duì)話框的底部為3個(gè)移動(dòng)自由度和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的約束形式定義區(qū)域，由于要將左端面固定，所以需要將6個(gè)自由度完全固定，因此保留如圖2.9所示默認(rèn)的約束形式。（8） 單擊OK按鈕完成約束的定義。（9） 約束定義完成后的模型如圖2.11所示。圖2.11 步驟六：定義載荷要求在本模型的右側(cè)圓孔表面施加4448.22N的向下的均布力。（1） 在MEC STRUCT菜單中選擇LoadsNewSurface（也可以直接單擊右側(cè)工具欄的命令圖標(biāo)），系統(tǒng)彈出Force/Moment定義對(duì)話框，如圖2.12所示。（2） 保留默認(rèn)的載荷名稱Load1和默認(rèn)的載荷組名稱LoadSet1。（3） 單擊Reference|Surface(s)下側(cè)的按鈕，系統(tǒng)提示Select Surfaces:（選擇面）。（4） 選擇圖2.13所示圓孔的圓柱面，單擊OK按鈕關(guān)閉選擇對(duì)話框。（5） 保留默認(rèn)坐標(biāo)系設(shè)置。（6） 在Distribution下方的列表框中分別選擇Total Load和Uniform，即載荷為以合力形式給出的均布載荷。（7） 在Force下方的列表框中選擇Components，即給出各個(gè)分立的大小。（8） 由于圓柱面的載荷垂直向下，所以在Z右側(cè)的文本框中填入數(shù)字4448.22，如圖2.14所示。選擇此面 圖2.12 圖2.13 （9） 單擊Preview按鈕可以預(yù)覽載荷的位置及狀態(tài)。（10） 單擊OK按鈕關(guān)閉Loads對(duì)話框。（11） 完成載荷定義。載荷定義完畢后的模型效果如圖2.15所示。 圖2.14 圖2.15 2.2.2 進(jìn)行基本應(yīng)力分析上面我們已經(jīng)建立起了有限元計(jì)算所需要的幾何模型、材料、約束以及載荷邊界條件，這一節(jié)里我們將對(duì)上面建立的模型進(jìn)行基本的應(yīng)力計(jì)算。步驟一：建立分析任務(wù)（1） 在MEC STRUCT菜單中選擇Analyses/Studies，系統(tǒng)彈出Analyses and Design Studies對(duì)話框。（2） 在Analyses and Design Studies對(duì)話框中選擇File|New Static，系統(tǒng)彈出Static Analysis Defination對(duì)話框。（3） 在Name中輸入分析任務(wù)名稱Struct。（4） 接受默認(rèn)Constraints中的項(xiàng)目ConstraintSet1和Loads中的項(xiàng)目LoadSet1，意即所建立的靜態(tài)分析包含約束組ConstraintSet1和載荷組LoadSet1。（5） 在Method中選擇Single-Pass Adaptive。（6） 切換到Output，在Plot中將Plot Grid設(shè)置為6，如圖2.16所示。圖2.16（7） 單擊OK完成靜態(tài)分析任務(wù)的定義。（8） 系統(tǒng)回到Analyses and Design Studies對(duì)話框，此時(shí)Analyses and Studies中出現(xiàn)了前面建立的分析任務(wù)，名稱為struct，類型為StandartStatic，如圖2.17所示。圖2.17 至此，基本應(yīng)力分析任務(wù)建立完畢。步驟二：設(shè)置和運(yùn)行分析（1） 進(jìn)行分析運(yùn)行時(shí)的各項(xiàng)設(shè)置，包括文件的存放路徑以及分配的內(nèi)存數(shù)量等，選擇圖2.17所示對(duì)話框的Run菜單下的Settings命令（或者直接單擊命令圖標(biāo)），進(jìn)行上述的設(shè)置，如圖2.18所示。圖2.18 （2） 選擇Analyses and Design Studies對(duì)話框的Run|Start（或者單擊圖標(biāo)），開始分析計(jì)算。（3） 系統(tǒng)首先問詢是否進(jìn)行錯(cuò)誤檢查，單擊Yes進(jìn)行錯(cuò)誤檢查。（4） 分析任務(wù)開始執(zhí)行，屏幕會(huì)閃動(dòng)幾次，最終會(huì)在信息欄中出現(xiàn)“The design study has started.”消息。（5） 接下來(lái)Pro/MECHANIC進(jìn)行自動(dòng)網(wǎng)格劃分、建立方程、求解方程等一系列工作，這些工作是在后臺(tái)進(jìn)行的，對(duì)用戶不可見；不過用戶可以通過選擇Info|Status（或者單擊圖標(biāo)），查看運(yùn)算過程信息。當(dāng)信息中顯示計(jì)算完畢（Run Completed）后單擊Close按鈕關(guān)閉對(duì)話框。（6） 單擊Analyses and Design Studies對(duì)話框中的Close按鈕關(guān)閉對(duì)話框。步驟三：計(jì)算結(jié)果顯示（1） 在MEC STRUCT菜單中選擇Resulsts，系統(tǒng)彈出結(jié)果后處理主界面，如圖2.19所示。圖2.19 （2） 從圖2.19中選擇主菜單Insert|Result Window（或者直接單擊上方工具欄中的圖標(biāo)），系統(tǒng)彈出Result Window Definition對(duì)話框。在Name中填入init_stress，在Title中填入Von Mises Stress of Bracket，如圖2.20所示。圖2.20（3） 在Study Selection中的Design Study下方單擊按鈕，選擇上面完成的分析Struct，單擊Open按鈕。（4） 系統(tǒng)回到Result Window Definition對(duì)話框，如圖2.21所示。（5） 在Display type中選擇Fringe，在Quantity中選擇Stress，在Component中選擇Von Mises，意即以云圖的形式顯示Von Mises應(yīng)力。圖2.21 （6） 在圖2.21對(duì)話框下部區(qū)域切換至Display Option，勾選Continuous Tone，如圖2.22所示。圖2.22（7） 單擊OK關(guān)閉對(duì)話框，完成結(jié)果窗口init_stess的定義。（8） 從圖2.19中選擇主菜單Insert|Result Window（或者直接單擊上方工具欄中的圖標(biāo)），系統(tǒng)彈出Result Window Definition對(duì)話框，在Name中填入Init_disp，在Title中填入Displacement of Bracket， 如圖2.23所示。圖2.23 （9） 在Study Selection中的Design Study下方單擊按鈕，選擇上面完成的分析Struct，單擊Open按鈕。（10） 系統(tǒng)回到Result Window Definition對(duì)話框。（11） 在Display type欄中選擇Fringe，在Quantity中選擇Displacement，在Component中選擇Magnitude。（12） 將對(duì)話框下部區(qū)域切換至Display Option，如圖2.24所示，勾選Continuous Tone和Deformed。圖2.24 （13） 單擊OK按鈕關(guān)閉對(duì)話框，完成結(jié)果窗口Init_disp的定義。（14） 顯示已經(jīng)定義的窗口，單擊結(jié)果窗口上的命令圖標(biāo)，在彈出的結(jié)果窗口選擇對(duì)話框中選擇init_stess和Init_disp，如圖2.25所示。圖2.25 （15） 單擊OK按鈕，顯示出如圖2.26所示結(jié)果。圖2.26 從圖2.26可以看出，最大應(yīng)力為132.6Mpa，最大變形為0.11354mm。V 提示：Pro/MECHANICA Wildfire比Pro/MECHANICA 2001在結(jié)果顯示上較大的改進(jìn)是在結(jié)果窗口中可以直接顯示有限元網(wǎng)格。下面就來(lái)練習(xí)這一功能：（16） 在圖2.22和圖2.24所示對(duì)話框中分別勾選Show Element Edges。（17） 單擊結(jié)果窗口上的命令圖標(biāo)，在彈出的結(jié)果窗口選擇對(duì)話框中選擇init_stess和Init_disp。（18） 單擊OK按鈕，顯示出如圖2.27所示結(jié)果。圖2.27 2.2.3 進(jìn)行模型的靈敏度分析靈敏度分析研究的主要內(nèi)容是研究特定參數(shù)對(duì)模型特性的影響情況，即研究模型特定變化對(duì)于參數(shù)變化的靈敏程度。在本例中，設(shè)置3個(gè)參數(shù)，如圖2.28所示。此處圓角大小設(shè)為參數(shù)Round此處圓孔直徑大小設(shè)為參數(shù)Hole_Dia此處厚度設(shè)為參數(shù)Thinckness圖2.28 這3個(gè)參數(shù)分別為Round、Thinckness和Hole_Dia，分別指代圓角半徑大小、懸臂厚度、圓孔的直徑大小。本小節(jié)中所要進(jìn)行的靈敏度分析就是研究這3個(gè)參數(shù)對(duì)模型應(yīng)力的影響情況，即研究一下模型應(yīng)力隨著這三個(gè)參數(shù)變化而變化的程度。步驟一：建立參數(shù)Round（1） 在MEC STRUCT菜單中選擇Model。（2） 在STRC MODEL菜單中選擇Dsgn ControlDesign Params，系統(tǒng)彈出Design Parameters對(duì)話框，如圖2.29所示。圖2.29 （3） 單擊Create按鈕新建一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，系統(tǒng)彈出設(shè)計(jì)參數(shù)定義對(duì)話框，如圖2.30所示。圖2.30 （4） 在設(shè)計(jì)參數(shù)定義對(duì)話框中的Type設(shè)置為Dimension，然后單擊右側(cè)的Select按鈕，系統(tǒng)提示選擇一個(gè)尺寸。（5） 選擇圓角半徑尺寸，如圖2.31所示。選擇此圓角直徑圖2.31 （6） 系統(tǒng)返回設(shè)計(jì)參數(shù)定義對(duì)話框，在Name中填入Round，同時(shí)設(shè)置該參數(shù)的變化范圍，在Minimum（最小值）中填入2.54，在Maximum（最大值）中填入12.7。（7） 單擊Accept完成參數(shù)Round的定義，系統(tǒng)返回Design Parameters對(duì)話框，如圖2.32所示。圖2.32 步驟二：建立參數(shù)Hole_Dia（1） 單擊Design Parameters對(duì)話框中的Create按鈕新建另一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，系統(tǒng)彈出設(shè)計(jì)參數(shù)定義對(duì)話框，如圖2.33所示。圖2.33 （2） 在設(shè)計(jì)參數(shù)定義對(duì)話框中將Type設(shè)置為Dimension，然后單擊右側(cè)的Select按鈕，系統(tǒng)提示選擇一個(gè)尺寸。（3） 選擇圓孔直徑尺寸，如圖2.34所示。選擇此圓孔尺寸圖2.34 （4） 系統(tǒng)返回設(shè)計(jì)參數(shù)定義對(duì)話框，在Name中填入Hole_Dia，現(xiàn)在設(shè)置該參數(shù)的變化范圍，在Minimum（最小值）中填入3.175，在Maximum（最大值）中填入46.99。（5） 單擊Accept按鈕完成參數(shù)Hole_Dia的定義，系統(tǒng)返回Design Parameters對(duì)話框。步驟三：建立參數(shù)Thinckness（1） 單擊Design Parameters對(duì)話框中的Create按鈕新建另一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，系統(tǒng)彈出設(shè)計(jì)參數(shù)定義對(duì)話框。（2） 在設(shè)計(jì)參數(shù)定義對(duì)話框中將Type設(shè)置為Dimension，然后單擊右側(cè)的Select按鈕，系統(tǒng)提示選擇一個(gè)尺寸。（3） 選擇懸臂厚度尺寸，如圖2.35所示。選擇此尺寸圖2.35 （4） 系統(tǒng)返回設(shè)計(jì)參數(shù)定義對(duì)話框，在Name中填入Thinckness，同時(shí)設(shè)置該參數(shù)的變化范圍，在Minimum（最小值）中填入5.08，在Maximum（最大值）中填入19.05。（5） 單擊Accept按鈕完成參數(shù)Thinckness的定義。（6） 系統(tǒng)返回Design Parameters對(duì)話框，此時(shí)已經(jīng)完成3個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)的定義。（7） 選中其中一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，然后單擊右側(cè)的Review按鈕，可以進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)的修改工作。（8） 單擊Done按鈕完成設(shè)計(jì)參數(shù)的定義。步驟四：進(jìn)行形狀改變動(dòng)畫演示上面建立了3個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，這3個(gè)參數(shù)指代三個(gè)不同的尺寸參數(shù)。為了防止設(shè)計(jì)參數(shù)在變化過程中引起幾何干涉，通常在參數(shù)建立后進(jìn)行幾何形狀改變動(dòng)畫演示，意即動(dòng)畫演示根據(jù)參數(shù)改變引起模型幾何的改變情況。（1） 在MEC STRUCT菜單中選擇Model。（2） 在STRC MODEL菜單中選擇Dsgn ControlShape Animation。（3） 系統(tǒng)彈出Shape Animation對(duì)話框，勾選參數(shù)Round、Thinckness、Hole_Dia，接受默認(rèn)的參數(shù)范圍，在Number of Intervals中填入10，意即動(dòng)畫演示步驟為10步，如圖2.36所示。圖2.36 （4） 單擊Animate按鈕進(jìn)行動(dòng)畫演示。（5） 模型形狀根據(jù)3個(gè)參數(shù)的變化進(jìn)行改變，每改變一步，Pro/MECHANIC會(huì)在信息窗口內(nèi)提示“Continue to Step 5”類似的信息，單擊Yes繼續(xù)。（6） 動(dòng)畫演示到最后一步，系統(tǒng)彈出如圖2.37所示的對(duì)話框，詢問是否使模型恢復(fù)到最初的狀態(tài)。圖2.37 （7） 單擊Yes按鈕使模型恢復(fù)到最初的狀態(tài)。步驟五：建立靈敏度分析任務(wù)我們要研究模型的應(yīng)力分別隨著三個(gè)參數(shù)的改變而發(fā)生的改變情況，必須針對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)建立一個(gè)靈敏度分析任務(wù)。（1） 在MEC STRUCT菜單中選擇Analyses/Studies，系統(tǒng)彈出Analyses and Design Studies對(duì)話框。（2） 在Analyses and Design Studies對(duì)話框中選擇File|New Design Study，系統(tǒng)彈出設(shè)計(jì)分析定義對(duì)話框。（3） 在Study Name中填入分析名稱sens_round。（4） 在Type中選擇Global Sensitivity。（5） 在Analyses中選擇前面所建立的基本應(yīng)力分析任務(wù)Struct。（6） 在Parameters中勾選Round（由于我們要單獨(dú)研究Round參數(shù)對(duì)模型應(yīng)力的影響程度，所以每次都只選擇一個(gè)參數(shù)），在Start和End中接受默認(rèn)的Minimum和Maximum。（7） 在Number of Intervals中輸入10。（8） 不要選擇Repeat P-Loop Convergence。（9） 設(shè)置的參數(shù)如圖2.38所示。圖2.38 （10） 單擊Accept按鈕完成sens_round任務(wù)的定義。（11） 按照同樣的方法建立另外兩個(gè)靈敏度分析任務(wù)sens_holedia和sens_thinckness，如圖2.39和圖2.40所示。（12） 3個(gè)分析任務(wù)建立后的Analysis and Design Studies對(duì)話框如圖2.41所示。圖2.39圖2.40 圖2.41 步驟六：進(jìn)行靈敏度分析計(jì)算上面建立了3個(gè)靈敏度分析任務(wù)，接著要分別進(jìn)行這3個(gè)任務(wù)的計(jì)算。（1） 在圖2.41的對(duì)話框中選擇sens_round。（2） 選擇Run|Start（或者單擊圖標(biāo)），開始分析計(jì)算。（3） 計(jì)算大約進(jìn)行10分鐘才能完成。（4） 同樣的方法進(jìn)行sens_holedia和sens_thinckness的計(jì)算。步驟七：顯示靈敏度分析計(jì)算結(jié)果顯示靈敏度分析計(jì)算結(jié)果就是顯示模型的應(yīng)力隨著3個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)的變化情況。（1） 在MEC STRUCT菜單中選擇Resulsts，系統(tǒng)彈出結(jié)果后處理主界面，如圖2.27所示。（2） 從圖2.19中選擇主菜單Insert|Result Window（或者直接單擊上方工具欄中的圖標(biāo)），系統(tǒng)彈出Result Window Definition對(duì)話框。在Name中填入sens_round，在Title中填入round vs stress。（3） 在Study Selection中的Design Study下方單擊按鈕，選擇上面完成的分析sens_round，單擊Open按鈕。（4） 系統(tǒng)回到Result Window Definition對(duì)話框。（5） 在Display type中選擇Graph，在Quality中選擇Measure，如圖2.42所示。圖2.42 （6） 單擊下方的命令圖標(biāo)，選擇要顯示的結(jié)果，選擇max_stresss_vm，如圖2.43所示。圖2.43 （7） 單擊Accept按鈕完成選擇，系統(tǒng)返回到sens_round結(jié)果窗口定義對(duì)話框，如圖2.44所示。圖2.44 （8） 確認(rèn)Graph Location的選項(xiàng)為Design Var，單擊下方的按鈕，選擇設(shè)計(jì)變量，如圖2.45所示。圖2.45 （9） 單擊Accept接受選擇，系統(tǒng)返回sens_round結(jié)果窗口定義對(duì)話框。（10） 單擊OK按鈕完成結(jié)果窗口sens_round的定義（11） 開始定義新的結(jié)果窗口sens_holedia。從圖2.19中選擇主菜單Insert|Result Window（或者直接單擊上方工具欄中的圖標(biāo)），系統(tǒng)彈出Result Window Definition對(duì)話框。在Name中填入sens_ holedia，在Title中填入holedia vs stress。（12） 在Study Selection中的Design Study下方單擊按鈕，選擇上面完成的分析sens_holedia，單擊Open按鈕。（13） 系統(tǒng)回到Result Window Definition對(duì)話框。（14） 在Display type中選擇Graph，在Quality中選擇Measure，如圖2.46所示。圖2.46 （15） 單擊下方的命令圖標(biāo)，選擇要顯示的結(jié)果，選擇max_stresss_vm。（16） 單擊Accept按鈕完成選擇，系統(tǒng)返回到sens_holedia結(jié)果窗口定義對(duì)話框，如圖2.47所示。圖2.47 （17） 確認(rèn)Graph Location的選項(xiàng)為Design Var，單擊下方的按鈕，選擇設(shè)計(jì)變量，如圖2.48所示。圖2.48（18） 單擊Accept按鈕接受選擇，系統(tǒng)返回sens_holedia結(jié)果窗口定義對(duì)話框。（19） 單擊OK按鈕完成結(jié)果窗口sens_holedia的定義。（20） 開始定義新的結(jié)果窗口sens_thinckness：從圖2.19中選擇主菜單Insert|Result Window（或者直接單擊上方工具欄中的圖標(biāo)），系統(tǒng)彈出Result Window Definition對(duì)話框。在Name中填入sens_thinckness，在Title中填入thinckness vs stress。（21） 在Study Selection中的Design Study下方單擊按鈕，選擇上面完成的分析sens_thinckness，單擊Open按鈕。（22） 系統(tǒng)回到Result Window Definition對(duì)話框。（23） 在Display type中選擇Graph，在Quality中選擇Measure，如圖2.49所示。圖2.49 （24） 單擊下方的命令圖標(biāo)，選擇要顯示的結(jié)果，選擇max_stresss_vm。（25） 單擊Accept按鈕完成選擇，系統(tǒng)返回到sens_thinckness結(jié)果窗口定義對(duì)話框，如圖2.50所示。圖2.50 （26） 確認(rèn)Graph Location的選項(xiàng)為Design Var，單擊下方的按鈕，選擇設(shè)計(jì)變量，如圖2.51所示。圖2.51（27） 單擊Accept接受選擇，系統(tǒng)返回sens_thinckness結(jié)果窗口定義對(duì)話框。（28） 單擊OK按鈕，完成結(jié)果窗口sens_thinckness的定義。（29） 同時(shí)顯示上面已經(jīng)建立起來(lái)的3個(gè)結(jié)果窗口。單擊結(jié)果窗口上的命令圖標(biāo)，在彈出的結(jié)果窗口選擇對(duì)話框中選擇sens_round、sens_holedia和sens_thinckness，如圖2.52所示。圖2.52 （30） 單擊OK按鈕，顯示出如圖2.53所示結(jié)果。圖2.53 （31） 從圖2.53中，可以看出圖形的大致走向。下面單獨(dú)顯示每一個(gè)結(jié)果窗口，并將結(jié)果圖形的顯示方式相應(yīng)修改，結(jié)果圖形分別如圖2.54、圖2.55和圖2.56所示。從圖中可以很清楚地看出，對(duì)于模型的應(yīng)力來(lái)說(shuō)，Hole_Dia參數(shù)和Thinckness參數(shù)影響較大，隨著Thinckness的增大，應(yīng)力迅速下降，隨著Hole_Dia的增大，應(yīng)力迅速增大；而應(yīng)力受Round參數(shù)的影響較小。圖2.54 圖2.55 圖2.56 2.2.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)分析2.2.3節(jié)里完成了對(duì)于模型零件的靈敏度分析，通過靈敏度分析，可知隨著左側(cè)圓孔直徑的增大和懸臂厚度的減小，模型的應(yīng)力會(huì)增大。那么如何保證模型的應(yīng)力值不超過一定的額定值并且成本最小（所耗材料最少，亦即質(zhì)量最輕），這就是一個(gè)優(yōu)化問題。這一節(jié)里，將對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化分析。l 優(yōu)化目標(biāo)：質(zhì)量最小l 優(yōu)化約束：應(yīng)力不超過124.1Mpal 優(yōu)化參數(shù)：Hole_Dia、Thinckness、Round步驟一：建立優(yōu)化任務(wù)（1） 在MEC STRUCT菜單中選擇Analyses/Studies，系統(tǒng)彈出Analyses and Design Studies對(duì)話框。（2） 在Analyses and Design Studies對(duì)話框中選擇File|New Design Study。（3） 在Study Name中填入分析名稱study1。（4） 在Type中選擇Optimization，如圖2.57所示。圖2.57 （5） 在Goal中接受默認(rèn)的Minimize；在Measure中接受默認(rèn)的total_mass。（6） 勾選Limit On Measure，單擊下方的Create按鈕，系統(tǒng)提示選擇測(cè)量值，選擇max_stress_vm。單擊Accept按鈕接受選擇。（7） 系統(tǒng)返回到Design Study定義對(duì)話框，并在Measure右側(cè)的文本框中出現(xiàn)了max_stress_vm，在關(guān)系符號(hào)中選擇“”，在右側(cè)填入數(shù)值124.1，如圖2.58所示。圖2.58 （8） 在對(duì)話框底部的Parameters區(qū)域，勾選3個(gè)參數(shù)，輸入必需的參數(shù)數(shù)值（如表2.1所示），如圖2.59所示。表2.1 所需輸入的參數(shù)數(shù)值參數(shù)名稱最小值初始值最大值Round2.542.5412.7Thickness5.085.0819.05Hole_Dia3.17546.9946.99（9） 在Optim Convergence中選擇1，在Max Iterations中選擇20，勾選Repeat P-Loop Convergence。圖2.59 （10） 單擊Accept按鈕完成優(yōu)化分析任務(wù)的定義。步驟二：運(yùn)行優(yōu)化分析計(jì)算（1） 在Analyses and Design Studies對(duì)話框中選擇study1，如圖2.60所示。（2） 選擇Run|Start（或者單擊圖標(biāo)），開始分析計(jì)算。（3） 計(jì)算大約進(jìn)行90分鐘才能完成。（4） 可以通過選擇Info|Status（或者單擊圖標(biāo)），查看運(yùn)算過程信息。圖2.60步驟三：顯示優(yōu)化分析結(jié)果1定義結(jié)果窗口Optimization_Stress（1） 在MEC STRUCT菜單中選擇Resulsts，系統(tǒng)彈出結(jié)果后處理主界面。（2） 從圖2.19中選擇主菜單Insert|Result Window（或者直接單擊上方工具欄中的圖標(biāo)），系統(tǒng)彈出Result Window Definition對(duì)話框。在Name中填入Optimization_Stress，在Title中填入Optimization Stress。（3） 在Study Selection中的Design Study下方單擊按鈕，選擇上面完成的優(yōu)化分析study1，單擊Open按鈕。（4） 系統(tǒng)回到Result Window Definition對(duì)話框。（5） 在Display type中選擇Fringe，在Quantity中選擇Stress，在Component中選擇von Mises，意即以云圖的形式顯示von Mises應(yīng)力，如圖2.61所示。圖2.61 （6） 單擊OK按鈕完成Optimization_Stress結(jié)果窗口的定義。2定義結(jié)果窗口Optimization_Displacement（1） 從圖2.19中選擇主菜單Insert|Result Window（或者直接單擊上方工具欄中的圖標(biāo)），系統(tǒng)彈出Result Window Definition對(duì)話框。在Name中填入Optimization_Displacement，在Title中填入Optimization Displacement。（2） 在Study Selection中的Design Study下方單擊按鈕，選擇上面完成的優(yōu)化分析study1，單擊Open按鈕。（3） 系統(tǒng)回到Result Window Definition對(duì)話框。（4） 在Display type中選擇Fringe，在Quantity中選擇Displacement，在Component中選擇Magnitude，意即以云圖的形式顯示位移變形結(jié)果。（5） 單擊OK按鈕完成Optimization_Displacement結(jié)果窗口的定義。3、定義結(jié)果窗口Optimization_History（1） 從圖2.19中選擇主菜單Insert|Result Window（或者直接單擊上方工具欄中的圖標(biāo)），系統(tǒng)彈出Result Window Definition對(duì)話框。在Name中填入Optimization_History，在Title中填入Optimization Mass History。（2） 在Study Selection中的Design Study下方單擊按鈕，選擇上面完成的優(yōu)化分析study1，單擊Open按鈕。（3） 在Display type中選擇Graph，在Quality中選擇Measure。（4） 單擊下方的命令圖標(biāo)，選擇要顯示的結(jié)果，選擇total_mass，單擊Accept按鈕接受選擇。（5） 系統(tǒng)返回到O