Pro/MECHANICA解決方案

2013-05-07 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

為了開發(fā)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,設(shè)計工程師需要研究他們的設(shè)計將如何在現(xiàn)實世界中運作。物理原型設(shè)計是一種完成這項工作的昂貴、耗時的方法,而常用的選擇方法傳統(tǒng)的數(shù)字分析則高度依賴于受過培訓的專家,來獲得正確結(jié)果。值得慶幸的是,有一種仿真設(shè)計性能的方法,它不具備這些缺點。Pro/MECHANICA?仿真產(chǎn)品在其預(yù)定環(huán)境中的運作不是專家的設(shè)計工程師無需建立原型,就可以研究設(shè)計產(chǎn)品的機械性能。用戶在透徹理解該創(chuàng)新軟件后,可以在開發(fā)周期的早期改進設(shè)計,這時進行更改更容易而且代價更低。

Pro/MECHANICA仿真解決方案

競爭優(yōu)勢

為了開發(fā)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,設(shè)計工程師需要研究他們的設(shè)計將如何在現(xiàn)實環(huán)境中運作。物理原型設(shè)計是一種完成這項工作的昂貴、耗時的方法,而常用的選擇方法傳統(tǒng)的數(shù)字分析則高度依賴于受過培訓的專家,來獲得正確結(jié)果。

值得慶幸的是,有一種仿真設(shè)計性能的方法,它不具備這些缺點。Pro/MECHANICA?仿真產(chǎn)品在其預(yù)定環(huán)境中的運作不是專家的設(shè)計工程師無需建立原型,就可以研究設(shè)計產(chǎn)品的機械性能。

用戶在透徹理解該創(chuàng)新軟件后,可以在開發(fā)周期的早期改進設(shè)計,這時進行更改更容易而且代價更低。

完整的設(shè)計分析 Pro/MECHANICA有一個基于用戶界面的新窗口,它為設(shè)計工程師提供了熟悉的外觀,因此支持自身CAD環(huán)境中的產(chǎn)品仿真。Pro/MECHANICA提供了與其它PTC產(chǎn)品和數(shù)據(jù)管理工具以及連接其它CAD工具的真正互操作性。

快速、準確的解決方案 Pro/MECHANICA是提供CAD幾何體精確表示的唯一分析系統(tǒng),而且,它的前所未有的自適應(yīng)解決方案技術(shù),可以自動提供質(zhì)量有保證的結(jié)果。Pro/MECHANICA自1990年起就是一個廣泛應(yīng)用于全球的、得到行業(yè)證實的解決方案,成為無與倫比的快速仿真“轉(zhuǎn)折點”,該系統(tǒng)能讓設(shè)計工程師非常自信地做出決定。

參數(shù)化優(yōu)化結(jié)合了proeNGINEER?的全部功能后,Pro/MECHANICA可以提供真正的參數(shù)化分析,而且,使用相關(guān)仿真特征,設(shè)計更改后,不需要重新定義分析。因為與后續(xù)產(chǎn)品(圖形、刀路軌跡等)完全相關(guān),所以,Pro/MECHANICA是唯一真正集成的設(shè)計分析產(chǎn)品。

多學科仿真和優(yōu)化 Pro/MECHANICA提供了結(jié)構(gòu)、振動、熱和機械動力問題等多重相關(guān)的解決方案類型。使用多學科研究,可以快速和方便地找到根據(jù)指定目標而優(yōu)化的設(shè)計和性能極限。

公共仿真環(huán)境 Pro/MECHANICA通過繼承proeNGINEER機械設(shè)計擴充功能中的機械連接定義,可以再用設(shè)計意圖。而且,如果需要專用分析,Pro/MECHANICA可以為NASTRAN和ABAQUS等產(chǎn)品建立完全相關(guān)的FEA網(wǎng)。使用公共仿真環(huán)境,只需定義一次邊界條件。

仿真接口

仿真接口選件能讓機械工程師在設(shè)計階段,分析、測試和優(yōu)化在不同CAD系統(tǒng)中建立的產(chǎn)品模型的結(jié)構(gòu)、熱傳導、運動和輪胎性能。通過確保高性能的異構(gòu)產(chǎn)品模型,它有助于減少開發(fā)時間和成本,并確保產(chǎn)品整體質(zhì)量。

產(chǎn)品的主要特征

連接工具

仿真接口選件提供了訪問來自外部源的幾何體的工具。該選件把仿真和優(yōu)化功能擴展到了用戶的CATIA、Unigraphics和其它CAD軟件包。它通過行業(yè)標準接口DXF、IGES和VDA,直接從CATIA和Unigraphics以及其它CAD軟件包導入幾何體。
具體講,連接工具能夠:

· 與CADDS 5集成
· 與CATIA集成
· 與Unigraphics集成
· 改變導入設(shè)置
· 支持行業(yè)標準接口

輪胎模型

輪胎模型是一個預(yù)先包裝好的定制負載,它被設(shè)計用來減輕包括輪胎在內(nèi)的車輛系統(tǒng)動力模型的負擔。用戶可以指定輪中心點和旋轉(zhuǎn)軸、路面傾斜度、輪胎縱向剛度和阻尼、靜態(tài)輪半徑、滾動阻力、輪子負載容量、滑動最大值、滑動-粘附比率、轉(zhuǎn)角剛度和靜態(tài)摩擦。輪胎專用詞匯(轉(zhuǎn)角剛度、輪子負載容量、滑動最大值和滑動-粘附比率)可以從通常由輪胎制造商提供的特征曲線中得到。

具體講,該功能提供:
· 結(jié)果
· 靈敏度研究

結(jié)構(gòu)仿真軟件包

Pro/MECHANICA?結(jié)構(gòu)仿真軟件包能讓工程師評估、理解和優(yōu)化他們設(shè)計在現(xiàn)實環(huán)境中的靜態(tài)和動態(tài)結(jié)構(gòu)性能。CAD幾何體的精確表示以及獨特的自適應(yīng)解決方案技術(shù),可以自動提供快速、準確的解決方案該解決方案有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量,并減少與延長開發(fā)時間相關(guān)的費用和無效原型。另外,結(jié)構(gòu)仿真軟件包還提供了專用分析,它能夠自動建立NASTRAN?等產(chǎn)品完全相關(guān)的FEA網(wǎng)以及與其它PTC產(chǎn)品和數(shù)據(jù)管理工具的端到端互操作性,其中包括其它CAD數(shù)據(jù)。

通過直接在proeNGINEER?模型上操作,結(jié)構(gòu)仿真軟件包消除了數(shù)據(jù)傳遞問題,并提供了參數(shù)化優(yōu)化功能。另外,多學科仿真功能可以同時支持結(jié)構(gòu)、熱和運動設(shè)計優(yōu)化。結(jié)構(gòu)仿真軟件包是Pro/MECHANICA系列的一部分和PTC i-系列的一名成員,它為工程師提供了相關(guān)、參數(shù)化、互操作和以互聯(lián)網(wǎng)為中心的建模和仿真功能。
功能

優(yōu)化記錄查看由Pro/MECHANICA分析的零件的生動優(yōu)化記錄

最佳應(yīng)力等值線圖當零件在其運動過程中旋轉(zhuǎn)時,查看應(yīng)力等值線圖。

建立幾何體

結(jié)構(gòu)仿真軟件包包括功能強大的、基于特征的參數(shù)化建模工具,它能讓用戶自動用Pro/MECHANICA分析和仿真來促進相關(guān)設(shè)計更改。這種強大的功能組合,允許在更短的時間周期內(nèi)考慮更多的設(shè)計方案,并能讓由特殊機械行為驅(qū)動的更改按指數(shù)規(guī)律擴散。

結(jié)構(gòu)響應(yīng)仿真

結(jié)構(gòu)響應(yīng)仿真是審查設(shè)計在由工程師簡單指定的現(xiàn)實環(huán)境中的靜態(tài)和動態(tài)結(jié)構(gòu)性能的理想工具。使用程序的高級振動仿真工具,可以確定設(shè)計的自然頻率和振動模式,其中包括瞬時動力和頻率響應(yīng)仿真不需要物理原型。

· 把負載和約束直接應(yīng)用到模型幾何體上,來仿真模擬了實際設(shè)計性能的現(xiàn)實環(huán)境。
· 通過在進行仿真之前,指定收斂設(shè)置,來預(yù)先定義解決方案精確度的級別,并在Pro/MECHANICA自動檢查錯誤、收斂為一個精確的解決方案并生成用于驗證的收斂信息時監(jiān)視。
· 選擇一個或多個靈敏度參數(shù),使它們在一個范圍內(nèi)變化,然后檢查希望輸出的圖形,把它作為更改參數(shù)的一個函數(shù)。
· 用額定參數(shù)值的一個小小偏差來計算局部靈敏度結(jié)果,并查看改變某個參數(shù)是否會產(chǎn)生顯著效果。
· 通過指定多個設(shè)計參數(shù)和一個設(shè)計目標,來在成本、質(zhì)量、位移、應(yīng)力、反作用力、應(yīng)變、頻率或設(shè)計的所有其它方面,優(yōu)化設(shè)計。例如,在保持應(yīng)力、第一階眾數(shù)頻率和范圍內(nèi)最大位移不變的同時,將部件的質(zhì)量減到最小。
· 瀏覽被選中模型實體的位移、應(yīng)力和應(yīng)變,并保存為邊緣、輪廓和查詢圖。
· 瀏覽位移和主應(yīng)力的矢量圖,以及在標準梁截面、位移動畫、模型外形和優(yōu)化形狀記錄上的結(jié)果。
· 檢查位移、速度、加速度、應(yīng)力和均方根參數(shù)結(jié)果,并保存為邊緣、輪廓和查詢圖。
· 對以線性、半對數(shù)和對數(shù)形式得出的“每一步”測量值的圖形進行評估。
· 獲得所有“單值”評估方法(最小值、最大值、最大絕對值和均方根值)的綜合值。

有限元建模技術(shù)和后處理技術(shù)

結(jié)構(gòu)仿真軟件包可以在設(shè)計環(huán)境中或根據(jù)設(shè)計人員給出的規(guī)格,自動生成實體模型和薄壁實體的有限元網(wǎng)。交互式求精功能允許設(shè)計人員快速評估多種環(huán)境和幾何條件下的不同模型的配置。這些特征是:

· 減少分析時間
· 允許對更多的設(shè)計變型進行分析
· 提高設(shè)計柔性和產(chǎn)品質(zhì)量

一旦生成網(wǎng),模型就可以被輸出到有限元分析程序,其中包括ANSYS?、COSMOS/M?、MSC/NASTRAN?和MSC/PATRAN?,以便

· 任何時候都不用離開Pro/MECHANICA環(huán)境,而利用這些一流解算裝置的高端分析工具。
· 提高效率,因為沒有任何必要再運行多個程序或在系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換文件。

后處理工具通過易用界面提供了一個高級功能。結(jié)果是在最初的零件幾何體中獲得的,并非設(shè)計的網(wǎng)格化表示。熟悉Pro/MECHANICA的工程師將很快精通后處理工具。

疲勞分析模塊

當工程組件經(jīng)常受到重復(fù)加載和卸載循環(huán)時,就會發(fā)生故障,即使設(shè)計的應(yīng)力低于恒定負載標準:靜態(tài)安全值。在這些情況下,發(fā)生故障的機械被稱為疲勞,而考察設(shè)計的疲勞性能通常則被稱為耐力評估。
Pro/MECHANICA疲勞分析模塊能讓工程師在產(chǎn)品生命周期的早期,預(yù)測和提高他們設(shè)計的疲勞性能。該工具能夠減少設(shè)計反復(fù)和對多個原型昂貴的測試程序。疲勞分析模塊使用的疲勞技術(shù)是通過與耐力軟件的世界領(lǐng)先供應(yīng)商nCode國際有限公司的合作來提供的。

Pro/MECHANICA疲勞分析模塊是在設(shè)計過程早期使用的一種工具,它可以評估承受反復(fù)加載的設(shè)計的耐力,并幫助設(shè)計工程師了解設(shè)計更改對組件疲勞壽命的影響。

因為疲勞分析模塊是一個完全集成的Pro/MECHANICA模塊,所以,可以直接對設(shè)計幾何體(CAD模型)進行參數(shù)化、相關(guān)性的設(shè)計研究,以分析最佳的設(shè)計方案。例如,用戶可以進行設(shè)計調(diào)查,以便在保持疲勞壽命的同時,在預(yù)先確定的范圍內(nèi),把設(shè)計的重量減到最小。另外,把疲勞、凈力、振動和熱設(shè)計目標或限制結(jié)合起來,也可以進行多規(guī)則設(shè)計研究。
功能
www.ptc.com/products/proe/sim/fatigue2.htm

建立模型

疲勞分析模塊完全在Pro/MECHANICA用戶界面中運行用戶簡單地指定一個現(xiàn)有的靜態(tài)分析,然后定義材料屬性和負載函數(shù)以及研究需要的設(shè)計壽命。軟件中有材料庫和負載函數(shù)發(fā)生器,但是,如果有用,用戶可以導入這些信息。幾何體可以從所有主要的CAD系統(tǒng),通過PTC的相關(guān)拓撲總線(ATB)、標準文件格式或直接訪問數(shù)據(jù)庫來導入。

疲勞研究結(jié)果

疲勞分析模塊計算下列結(jié)果:

· 壽命預(yù)測的失效周期
· 破壞由負載引起的百分比測量
· 安全因素根據(jù)預(yù)測的失效
· 壽命置信度結(jié)果可靠性的測量

所有這些結(jié)果都可以使用標準的Pro/MECHANICA可視化工具來處理,其中包括邊緣、輪廓和圖表。
www.ptc.com/products/proe/sim/fatigue3.htm

優(yōu)化

此外,可以定義和記錄結(jié)果的局部和全局測量值,以便進行靈敏度和優(yōu)化設(shè)計研究。用戶可以建立參數(shù)化幾何模型,即使原始數(shù)據(jù)是導入的,給每個變量參數(shù)分配一個允許范圍,并指定設(shè)計目標和性能范圍。

運動仿真編程工具箱

運動仿真編程工具箱能讓公司和商品開發(fā)人員,在運動仿真選件中定制、增加運動仿真和優(yōu)化工具,以滿足他們的需要。運動仿真編程工具箱通過讓熟悉C、C++或FORTRAN的工程師,建立精確的運動方程式(通過方程式開發(fā)工具),并把它們連接到外部或內(nèi)部仿真程序中(通過方程式運行時間),擴充了運動仿真選件的功能。

產(chǎn)品的主要特征

方程式開發(fā)工具

該模塊通過以一種可以被外部程序使用的壓縮格式,把一個完整的運動模型導出系統(tǒng),來支持運動方程式。該工具能讓復(fù)雜的機械模型被集成到一個控制系統(tǒng)設(shè)計和仿真程序中,而不會失真,也不需要手工建立動力方程式。

具體講,運動仿真編程工具箱支持:

· 復(fù)雜方程式計算
· 完全參數(shù)化的、壓縮的模型的簡單輸出
· 連接到各種方程式的接口

熱傳導仿真軟件包

Pro/MECHANICA?熱傳導仿真軟件包為設(shè)計工程師提供了仿真承受熱負載的零件和部件行為的專用工具。常見的通過仿真進行的產(chǎn)品性能評估,可以仿真設(shè)計更改,這些更改精簡了設(shè)計過程,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,并降低了整體開發(fā)成本。

熱傳導仿真軟件包直接在proeNGINEER模型上操作,因此消除了數(shù)據(jù)傳遞問題,并提供了使用相關(guān)仿真特征來進行真正參數(shù)化分析的功能。另外,熱傳導仿真解決方案功能還支持與其它PTC產(chǎn)品和數(shù)據(jù)管理工具以及其它CAD數(shù)據(jù)的端到端互操作性。

熱傳導仿真軟件包是Pro/MECHANICA系列的一部分,也是PTC i-系列的一名成員,它為工程師提供了相關(guān)性、參數(shù)化、互操作和以互聯(lián)網(wǎng)為中心的建模功能。

Pro/MECHANICA把proeNGINEER行為建模技術(shù)擴展到了熱反應(yīng)領(lǐng)域。另外,多學科仿真功能能夠同時支持結(jié)構(gòu)、熱傳導和運動設(shè)計優(yōu)化。結(jié)合參數(shù)化優(yōu)化功能后,設(shè)計人員現(xiàn)在有能力通過它的功能改進他們設(shè)計的形式和尺寸。熱傳導仿真軟件包是一個獨立產(chǎn)品,但是,也可以被用作proeNGINEER-Foundation的集成選件。

功能

建立幾何體

熱傳導仿真軟件包包括功能強大的、基于特征的參數(shù)化建模工具,它能讓用戶自動用Pro/MECHANICA分析和仿真來促進相關(guān)設(shè)計更改。這種強大的功能組合能在更短的時間周期內(nèi)考慮更多的設(shè)計方案,并能讓由專業(yè)機械行為驅(qū)動的更改按指數(shù)規(guī)律增生。

熱傳導仿真

熱傳導仿真軟件包能讓設(shè)計人員使用靈敏度研究而不是物理原型,來評估溫度和熱性能?？梢院唵窝芯吭O(shè)計更改的效果,然后,通過進行優(yōu)化研究,會自動建立所有可能改進設(shè)計的更改的最佳組合。

· 直接把熱負載、規(guī)定的溫度和對流條件應(yīng)用到在設(shè)計環(huán)境中建立的模型幾何體上。這些熱負載可以相同,或者在空間上有所變化,但都可以以圖形方式預(yù)覽,以便驗證定義。
· 在運行仿真之前,根據(jù)局部溫度、能量指標、全局誤差指標或用戶定義的度量,指定收斂設(shè)置,并觀察每個環(huán)節(jié)收斂標準結(jié)果圖形,以便直觀檢查收斂行為。
· 選擇一個或多個靈敏度參數(shù),使它們在一個范圍內(nèi)變化,然后用圖形方式檢查結(jié)果,把它作為更改參數(shù)的一個函數(shù)。
· 用額定參數(shù)值的一個小偏差計算局部靈敏度結(jié)果,并查看改變某個參數(shù)是否會產(chǎn)生顯著效果。
· 通過指定多個設(shè)計參數(shù)和一個設(shè)計目標,來在成本、質(zhì)量、溫度、熱流密度熱通量、溫度梯度或設(shè)計的所有其它方面,優(yōu)化設(shè)計。例如,在保持應(yīng)力、第一眾數(shù)頻率和范圍內(nèi)最大模型溫度的同時,將部件的質(zhì)量減到最小。
· 把結(jié)果作為被選中模型實體的溫度、溫度梯度和熱通量的邊緣、輪廓和查詢圖,保存和瀏覽或作為幾何體、優(yōu)化反復(fù)的函數(shù),或作為最大溫度等單值測量,來用圖形方式瀏覽。

運動仿真軟件包

Pro/MECHANICA?運動仿真軟件包能讓設(shè)計工程師建立、評估和優(yōu)化部件在現(xiàn)實環(huán)境中的運動,以便最佳地滿足工程和性能需求。當在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段應(yīng)用運動仿真,并且作為設(shè)計過程的一個完整部分時,運動仿真可以對產(chǎn)品性能提供寶貴見解這些見解可以幫助發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計問題,此時,更改費用低,更改機會大。運動仿真有助于從一開始就獲得產(chǎn)品模型,因此,它可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和發(fā)揚設(shè)計優(yōu)點,并減少開發(fā)時間、原型和成本。

運動仿真軟件包是Pro/MECHANICA系列的一部分,也是PTC i-系列的一名成員,它為工程師提供了相關(guān)性、參數(shù)化、互操作和以互聯(lián)網(wǎng)為中心的建模和仿真功能。運動仿真軟件包提供了與其它PTC產(chǎn)品和數(shù)據(jù)管理工具以及其它CAD數(shù)據(jù)的端到端互操作性,并且它直接與proeNGINEER?模型相關(guān),消除了數(shù)據(jù)傳遞問題。

功能

動力瀏覽零件在運動過程中轉(zhuǎn)動時所承受的力的圖形表示。

建立幾何體

運動仿真軟件包包括功能強大的、基于特征的參數(shù)化建模工具,它能讓用戶自動用Pro/MECHANICA分析和仿真來促進相關(guān)設(shè)計更改。這種強大的功能組合能在更短的時間周期內(nèi)考慮更多的設(shè)計方案,并能讓由專業(yè)機械行為驅(qū)動的更改按指數(shù)規(guī)律增生。

運動仿真

運動仿真軟件包通過支持驅(qū)動式動力和基于動力的全3D動態(tài)仿真,來評估和優(yōu)化運動部件。工程師通過制作實際的CAD幾何體動畫,而不是人工說明數(shù)學關(guān)系,可以評估速度、零件角加速度、零件質(zhì)量屬性、點位置、點速度、點加速度、靜力、點到點距離、分離速度、分離速度更改、機械冗余度、動能以及零件到零件的實際角。因為Pro/MECHANICA繼承了proeNGINEER機械設(shè)計擴充功能中的鉸接和連接定義,所以可以自動結(jié)合設(shè)計意圖。

· 直接在設(shè)計環(huán)境中建立機械設(shè)計。
· 在一個面向圖形對象的“工作平臺”上建立部件,然后把它們保存在庫中,以便再用。
· 根據(jù)預(yù)期的機械輸出運動,定義內(nèi)部和外部凸輪輪廓,并直接輸入,以便進行運動和力研究。
· 選擇一個或多個靈敏度參數(shù),使它們在一個范圍內(nèi)變化,然后檢查結(jié)果的圖形,并把它作為更改參數(shù)的一個函數(shù)。
· 用額定參數(shù)值的一個小偏差來計算局部靈敏度結(jié)果,并查看改變某個參數(shù)是否會產(chǎn)生顯著效果。
· 通過指定多個設(shè)計參數(shù)和一個設(shè)計目標,根據(jù)所有工程測量指標,來優(yōu)化設(shè)計。
· 把模型中的所有工程結(jié)果作為機械動畫、扇形圖、零件框圖中的軌跡曲線、集成的平面圖形、數(shù)字化結(jié)果查詢或原始資料報告,來保存和瀏覽。
· 定義經(jīng)常使用的圖形模板。

定制負載

定制負載通過擴充實用負載選項的數(shù)目,可以提高運動仿真軟件包的效率。熟悉C或FORTRAN的工程師可以編寫定制負載應(yīng)用程序,然后,該程序通過易用、在線形式和用戶編寫的提示,可以很容易地被其它人使用。

· 定制負載子程序和Pro/MECHANICA軟件,以提供錯誤檢查。
· 通過把所選實體檢查集成到定制的界面中,來確保負載容易被加載和使用。
· 把負載建成Pro/MECHANICA運動模型中的任意形式函數(shù)或參數(shù)。
· 保存負載以便再用。
· 參數(shù)化負載,并把它們用于靈敏度研究和優(yōu)化。
· 直接收集Pro/MECHANICA模型中的附加信息,比如,實體方位以及兩點之間的距離和分離速度。使用這些信息計算和應(yīng)用負載,并建立記錄重要參數(shù)的測量結(jié)果,以便獲得設(shè)計運動的精確表示。

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