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

為了開發出優質產品,設計工程師需要研究他們的設計將如何在現實世界中運作。物理原型設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的數字分析則高度依賴于受過培訓的專家,來獲得正確結果。值得慶幸的是,有一種仿真設計性能的方法,它不具備這些缺點。Pro/MECHANICA?仿真產品在其預定環境中的運作不是專家的設計工程師無需建立原型,就可以研究設計產品的機械性能。用戶在透徹理解該創新軟件后,可以在開發周期的早期改進設計,這時進行更改更容易而且代價更低。

Pro/MECHANICA仿真解決方案

競爭優勢

為了開發出優質產品,設計工程師需要研究他們的設計將如何在現實環境中運作。物理原型設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的數字分析則高度依賴于受過培訓的專家,來獲得正確結果。

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

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

完整的設計分析 Pro/MECHANICA有一個基于用戶界面的新窗口,它為設計工程師提供了熟悉的外觀,因此支持自身CAD環境中的產品仿真。Pro/MECHANICA提供了與其它PTC產品和數據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,而且,它的前所未有的自適應解決方案技術,可以自動提供質量有保證的結果。Pro/MECHANICA自1990年起就是一個廣泛應用于全球的、得到行業證實的解決方案,成為無與倫比的快速仿真“轉折點”,該系統能讓設計工程師非常自信地做出決定。

參數化優化結合了proeNGINEER?的全部功能后,Pro/MECHANICA可以提供真正的參數化分析,而且,使用相關仿真特征,設計更改后,不需要重新定義分析。因為與后續產品(圖形、刀路軌跡等)完全相關,所以,Pro/MECHANICA是唯一真正集成的設計分析產品。

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

公共仿真環境 Pro/MECHANICA通過繼承proeNGINEER機械設計擴充功能中的機械連接定義,可以再用設計意圖。而且,如果需要專用分析,Pro/MECHANICA可以為NASTRAN和ABAQUS等產品建立完全相關的FEA網。使用公共仿真環境,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計階段,分析、測試和優化在不同CAD系統中建立的產品模型的結構、熱傳導、運動和輪胎性能。通過確保高性能的異構產品模型,它有助于減少開發時間和成本,并確保產品整體質量。

產品的主要特征

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。該選件把仿真和優化功能擴展到了用戶的CATIA、Unigraphics和其它CAD軟件包。它通過行業標準接口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
· 改變導入設置
· 支持行業標準接口

輪胎模型

輪胎模型是一個預先包裝好的定制負載,它被設計用來減輕包括輪胎在內的車輛系統動力模型的負擔。用戶可以指定輪中心點和旋轉軸、路面傾斜度、輪胎縱向剛度和阻尼、靜態輪半徑、滾動阻力、輪子負載容量、滑動最大值、滑動-粘附比率、轉角剛度和靜態摩擦。輪胎專用詞匯(轉角剛度、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:
· 結果
· 靈敏度研究

結構仿真軟件包

Pro/MECHANICA?結構仿真軟件包能讓工程師評估、理解和優化他們設計在現實環境中的靜態和動態結構性能。CAD幾何體的精確表示以及獨特的自適應解決方案技術,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品質量,并減少與延長開發時間相關的費用和無效原型。另外,結構仿真軟件包還提供了專用分析,它能夠自動建立NASTRAN?等產品完全相關的FEA網以及與其它PTC產品和數據管理工具的端到端互操作性,其中包括其它CAD數據。

通過直接在proeNGINEER?模型上操作,結構仿真軟件包消除了數據傳遞問題,并提供了參數化優化功能。另外,多學科仿真功能可以同時支持結構、熱和運動設計優化。結構仿真軟件包是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、參數化、互操作和以互聯網為中心的建模和仿真功能。
功能

優化記錄查看由Pro/MECHANICA分析的零件的生動優化記錄

最佳應力等值線圖當零件在其運動過程中旋轉時,查看應力等值線圖。

建立幾何體

結構仿真軟件包包括功能強大的、基于特征的參數化建模工具,它能讓用戶自動用Pro/MECHANICA分析和仿真來促進相關設計更改。這種強大的功能組合,允許在更短的時間周期內考慮更多的設計方案,并能讓由特殊機械行為驅動的更改按指數規律擴散。

結構響應仿真

結構響應仿真是審查設計在由工程師簡單指定的現實環境中的靜態和動態結構性能的理想工具。使用程序的高級振動仿真工具,可以確定設計的自然頻率和振動模式,其中包括瞬時動力和頻率響應仿真不需要物理原型。

· 把負載和約束直接應用到模型幾何體上,來仿真模擬了實際設計性能的現實環境。
· 通過在進行仿真之前,指定收斂設置,來預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視。
· 選擇一個或多個靈敏度參數,使它們在一個范圍內變化,然后檢查希望輸出的圖形,把它作為更改參數的一個函數。
· 用額定參數值的一個小小偏差來計算局部靈敏度結果,并查看改變某個參數是否會產生顯著效果。
· 通過指定多個設計參數和一個設計目標,來在成本、質量、位移、應力、反作用力、應變、頻率或設計的所有其它方面,優化設計。例如,在保持應力、第一階眾數頻率和范圍內最大位移不變的同時,將部件的質量減到最小。
· 瀏覽被選中模型實體的位移、應力和應變,并保存為邊緣、輪廓和查詢圖。
· 瀏覽位移和主應力的矢量圖,以及在標準梁截面、位移動畫、模型外形和優化形狀記錄上的結果。
· 檢查位移、速度、加速度、應力和均方根參數結果,并保存為邊緣、輪廓和查詢圖。
· 對以線性、半對數和對數形式得出的“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。

有限元建模技術和后處理技術

結構仿真軟件包可以在設計環境中或根據設計人員給出的規格,自動生成實體模型和薄壁實體的有限元網。交互式求精功能允許設計人員快速評估多種環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
· 允許對更多的設計變型進行分析
· 提高設計柔性和產品質量

一旦生成網,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之間轉換文件。

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

疲勞分析模塊

當工程組件經常受到重復加載和卸載循環時,就會發生故障,即使設計的應力低于恒定負載標準:靜態安全值。在這些情況下,發生故障的機械被稱為疲勞,而考察設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品生命周期的早期,預測和提高他們設計的疲勞性能。該工具能夠減少設計反復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是通過與耐力軟件的世界領先供應商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計過程早期使用的一種工具,它可以評估承受反復加載的設計的耐力,并幫助設計工程師了解設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,可以直接對設計幾何體(CAD模型)進行參數化、相關性的設計研究,以分析最佳的設計方案。例如,用戶可以進行設計調查,以便在保持疲勞壽命的同時,在預先確定的范圍內,把設計的重量減到最小。另外,把疲勞、凈力、振動和熱設計目標或限制結合起來,也可以進行多規則設計研究。
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有的靜態分析,然后定義材料屬性和負載函數以及研究需要的設計壽命。軟件中有材料庫和負載函數發生器,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,通過PTC的相關拓撲總線(ATB)、標準文件格式或直接訪問數據庫來導入。

疲勞研究結果

疲勞分析模塊計算下列結果:

· 壽命預測的失效周期
· 破壞由負載引起的百分比測量
· 安全因素根據預測的失效
· 壽命置信度結果可靠性的測量

所有這些結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

優化

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

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人員,在運動仿真選件中定制、增加運動仿真和優化工具,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(通過方程式開發工具),并把它們連接到外部或內部仿真程序中(通過方程式運行時間),擴充了運動仿真選件的功能。

產品的主要特征

方程式開發工具

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,來支持運動方程式。該工具能讓復雜的機械模型被集成到一個控制系統設計和仿真程序中,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:

· 復雜方程式計算
· 完全參數化的、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品性能評估,可以仿真設計更改,這些更改精簡了設計過程,提高了產品質量,并降低了整體開發成本。

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

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性、參數化、互操作和以互聯網為中心的建模功能。

Pro/MECHANICA把proeNGINEER行為建模技術擴展到了熱反應領域。另外,多學科仿真功能能夠同時支持結構、熱傳導和運動設計優化。結合參數化優化功能后,設計人員現在有能力通過它的功能改進他們設計的形式和尺寸。熱傳導仿真軟件包是一個獨立產品,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設計更改。這種強大的功能組合能在更短的時間周期內考慮更多的設計方案,并能讓由專業機械行為驅動的更改按指數規律增生。

熱傳導仿真

熱傳導仿真軟件包能讓設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計更改的效果,然后,通過進行優化研究,會自動建立所有可能改進設計的更改的最佳組合。

· 直接把熱負載、規定的溫度和對流條件應用到在設計環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覽,以便驗證定義。
· 在運行仿真之前,根據局部溫度、能量指標、全局誤差指標或用戶定義的度量,指定收斂設置,并觀察每個環節收斂標準結果圖形,以便直觀檢查收斂行為。
· 選擇一個或多個靈敏度參數,使它們在一個范圍內變化,然后用圖形方式檢查結果,把它作為更改參數的一個函數。
· 用額定參數值的一個小偏差計算局部靈敏度結果,并查看改變某個參數是否會產生顯著效果。
· 通過指定多個設計參數和一個設計目標,來在成本、質量、溫度、熱流密度熱通量、溫度梯度或設計的所有其它方面,優化設計。例如,在保持應力、第一眾數頻率和范圍內最大模型溫度的同時,將部件的質量減到最小。
· 把結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、優化反復的函數,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計工程師建立、評估和優化部件在現實環境中的運動,以便最佳地滿足工程和性能需求。當在產品開發的早期階段應用運動仿真,并且作為設計過程的一個完整部分時,運動仿真可以對產品性能提供寶貴見解這些見解可以幫助發現和解決設計問題,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品模型,因此,它可以提高產品質量和發揚設計優點,并減少開發時間、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性、參數化、互操作和以互聯網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產品和數據管理工具以及其它CAD數據的端到端互操作性,并且它直接與proeNGINEER?模型相關,消除了數據傳遞問題。

功能

動力瀏覽零件在運動過程中轉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設計更改。這種強大的功能組合能在更短的時間周期內考慮更多的設計方案,并能讓由專業機械行為驅動的更改按指數規律增生。

運動仿真

運動仿真軟件包通過支持驅動式動力和基于動力的全3D動態仿真,來評估和優化運動部件。工程師通過制作實際的CAD幾何體動畫,而不是人工說明數學關系,可以評估速度、零件角加速度、零件質量屬性、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機械設計擴充功能中的鉸接和連接定義,所以可以自動結合設計意圖。

· 直接在設計環境中建立機械設計。
· 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。
· 根據預期的機械輸出運動,定義內部和外部凸輪輪廓,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,使它們在一個范圍內變化,然后檢查結果的圖形,并把它作為更改參數的一個函數。
· 用額定參數值的一個小偏差來計算局部靈敏度結果,并查看改變某個參數是否會產生顯著效果。
· 通過指定多個設計參數和一個設計目標,根據所有工程測量指標,來優化設計。
· 把模型中的所有工程結果作為機械動畫、扇形圖、零件框圖中的軌跡曲線、集成的平面圖形、數字化結果查詢或原始資料報告,來保存和瀏覽。
· 定義經常使用的圖形模板。

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或參數。
· 保存負載以便再用。
· 參數化負載,并把它們用于靈敏度研究和優化。
· 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用負載,并建立記錄重要參數的測量結果,以便獲得設計運動的精確表示。

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