ProE有限元分析
基于ProE的超剪切设备关键结构的有限元分析.
万方数据2004年7月邓晓明等:基于ProE的超剪切设备关键结构的有限元分析‘197‘2关键结构转子的特征建模特征建模【4J是建立在实体建模的基础上,在已有的几何信息上附加诸如形位公差、尺寸公差、表面粗糙度等信息。
特征主要分为形状特征、装配特征、精度特征、材料特征等。
形状特征描述零件的几何形状信息,是零件最基本的特征;装配特征表达零件的装配关系以及在装配过程中所需的信息;精度特征主要描述零件的几何形状和尺寸的许可变动量或误差;材料特征描述材料的类型与性能。
依据特征分解【5J的原则并结合ProE的建模功能,将超高速转子特征分解如下:①基圆盘特征。
由一个特征半径形成转子的盘体,可用拉伸和旋转方法建立。
②单齿基本齿廓特征。
主要由一个特征圆心角形成的扇形截面构成,可用切除方法建立。
③整圈齿廓特征。
由周向均布的单齿基本齿廓特征组成,用于形成周向梳条状的齿,可用阵列方法建立。
④辐条筋板特征。
为了减小转子的质量及超高速下的转动惯量,将传统的实体底盘更改为辐条筋板特征,替代转子、叶轮分体式的结构,可用切除方法建立。
利用PmE丰富的特征建模功能将转子进行特征分解后,建立各个子特征,对这些子特征进行布尔运算,就形成关键结构转子的模型,如图2所示。
图2关键结构转子模型图3有限元分析江南大学设计制造的高速超剪切分散细化设备的关键元件是转子,其转速为3×104r/IIlin,在这样高的转速下,为了减小转子的转动惯量及质量,底盘不采用实体圆盘状,而在其背后采用辐条筋板结构,这时若要用解析法计算位移变形及应力分布就十分困难了,同样若要用解析法计算整个转子的前四阶固有频率也十分困难,而这些数据在设计过程中是必要的。
准确获得以上技术参数最有效的方法就是应用有限元分析方法。
3.1有限元模型的建立高速超剪切分散细化设备的关键元件是定子和转子,其结构为对称形式,整体模型也为周向均布且以长孑L型转子最为典型,根据ProE特征建模方法建立的关键结构转子模型的主要技术参数为:内腔轴径d为22mm,齿圈均匀分布有20个梳状齿,外圈直径d。
ProE mechanica有限元分析优化设计应用
基于Pro/MECHANICA有限元分析优化设计应用2009年02月18日 CAD世界网本文讨论了产品设计对当今处于市场激烈竞争的企业的意义。
重点从有限元分析的角度，以Pro/MECHANICA分析软件为例介绍了进行有限元分析的基本方法和过程。
并且重点强度了分析后的敏感度研究和优化设计研究的应用。
在当今市场客户对产品要求越来越高，竞争日益激烈的情况下，如何研发设计出更好的产品，尤其是产品中关键零部件就显得更为重要，一个好的合理的设计，既能提升产品的性能，又能节省成本，对企业来说是获得多重效益的。
本文就应用Pro/E软件分析功能来改进关键零部件的设计做一探讨。
有限元分析是机械设计工程师不可缺的重要工具，广泛应用于机械产品的设计开发。
Pro/E软件分析模块Pro/MECHANICA 就是一种即好用又有效的有限元分析软件。
合理的应用能给我们的产品设计起到很好效果。
下面以一个简单零件为例说明其具体实现过程。
实现了几何建模和有限元分析的无缝集成，并能优化产品设计，提高新产品开发的效率和可靠性。
如下图所示，定义零件的材料属性，如定义为钢steel，双击即可看到所定义材料的属性参数如杨氏模量和泊松比等，也可以按实际情况进行修改编辑。
然后定义约束，该零件的上端面为固定六个自由度的完全约束。
再定义载荷，按产品实际使用时的工况孔受轴承力。
如图预览轴承力为按所指方向最大，然后沿孔向两边递减至半个圆周，这是Pro/MECHANICA可以定义的一种载荷类型，其他的对象受力、变化载荷、压力、重力、离心力等都能方便的定义。
Pro/MECHANICA中有丰富的理想化模型、约束、载荷等可以描述要分析对象的各种工况。
然后定义我们要进行的分析，这里我们定义静态分析和模态分析。
在定义静态分析时选择我们前面定义的约束和载荷，模态分析选择约束即可。
并且对定义的分析分别执行运算，然后查看结果。
如图2，图3为静态分析的应力和变形图，通过云图可以看到应力和位移变形的分布状况，以及出现的最大值。
工程硕士课件-Proe有限元分析
从有限元分析的基本概念和原理开始，介绍Proe软件的安装和使用方法。探 索Proe的有限元分析基础功能，并详细讲解静力学、动力学和温度场分析。 讨论模态分析和有限元网格的建立方法。
Proe有限元分析的优势
Proe有限元分析提供了实时的结构力学分析，使工程师能够快速评估设计的可行性。通过高级三维图形技术和直观 的用户界面，可以轻松建立和修改模型。
1 准备充分
2 模型简化
3 验证和验证
在进行有限元分析之前，务 必详细了解问题的边界条件、 加载情况和材料性质。
通过合理的简化和缩减模型 的自由度，减少有限元分析 的计算复杂性。
在进行有限元分析之前，验 证模型和求解器的准确性， 并与现有的实验数据进行对 比。
分布式有限元分析的并行计算
1
任务分配
将有限元分析任务划分为小任务，合理分配
并行计算
2
到多个计算节点。
利用并行计算技术，同时进行多个有限元分
析任务的计算。
3
计算资源管理
通过资源管理系统，优化计算资源的利用率 和任务调度。
有限元分析的误差分析
在有限元分析中，对模型、网格和边界条件的误差进行分析，并评估其对结 果的影响。
Proe有限元分析的功能特点
前处理
Proe提供直观的前处理工具， 帮助工程师创建准确的有限元 模型。
分析求解
Proe提供强大的求解器，支持 静力学、动力学、温度场和模 态分析。
后处理
Proe的后处理功能允许工程师 可视化和分析有限元分析结果。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Proe有限元分析的应用案例
结构分析
使用Proe进行结构分析，评估材料 和构件的强度和刚度。
proe有限元分析材料
pro e有限元分析材料1.Pr o/ME CH AN IC A简介P ro/M EC HA NI CA是美国P TC开发的有限元软件。
该软件可以实现和P ro/E NG IN EE R的完全无缝集成。
绝大部分有限元分析软件的几何建模功能比较弱，这些有限元软件通常通过IG ES格式或者ST EP格式进行数据交换，而这样做最大的弊端在于容易造成数据的丢失，因此常常需要花费大量的时间与精力进行几何模型的修补工作。
使用Pr o/ME CH AN IC A恰好可以克服这一点，该软件可以直接利用Pr o/EN GI NE ER的几何模型进行有限元分析。
P ro/M EC HA NI CA是基于P方法进行工作的。
它采用适应性P-me th od 技术，在不改变单元网格划分的情况下，靠增加单元内的插值多项式的阶数来达到设定的收敛精度。
理论上，插值多项式的阶数可以很高，但在实际工作中，往往将多项式的最高阶数限制在9以内。
如果插值多项式的阶数超过9仍然没有收敛，这时可以增加网格的密度，降低多项式的阶数，加快计算速度。
利用P方法进行分析，降低了对网格划分质量的要求和限制，系统可以自动收敛求解。
P-m et ho d能够比较精确地拟合几何形状，能够消除表面上的微小凹面。
这种单元的应力变形方程为多项式方程，最高阶次能够达到九阶。
ProE Mechanica有限元分析入门教程
Pro/E Mechanica有限元分析入门教程一、进行Mechanica分析的步骤：1)建立几何模型:在Pro/ENGINEER中创建几何模型。
2)识别模型类型:将几何模型由Pro/ENGINEER导入Pro/MECHANICA中，此步需要用户确定模型的类型，默认的模型类型是实体模型。
我们为了减小模型规模、提高计算速度，一般用面的形式建模。
3)定义模型的材料属性。
包括材料、密度、弹性模量、泊松比等。
4)定义模型的约束。
5)定义模型的载荷。
6)有限元网格的划分：由Pro/MECHANICA中的Auto GEM(自动网格划分器)工具完成有限元网格的自动划分。
7)定义分析任务，运行分析。
8)根据设计变量计算需要的项目。
9)图形显示计算结果。
二、下面将上述每一步进行详解：1、在Pro/ENGINEER模块中完成结构几何模型后，单击“应用程序”→“Mechanica”,弹出下图所示窗口，点击Continue继续。
弹出下图，启用Mechanica Structure。
一定要记住不要勾选有限元模式前面的复选框，最后确定。
2、添加材料属性单击“材料”，进入下图对话框，选取“More”进入材料库，选取材料Name---------为材料的名称；References-----参照Part（Components）-----零件/组件/元件V olumes-------------------体积/容积/容量；Properties-------属性Material-----材料；点选后面的More就可以选择材料的类型Material Orientation------材料方向，金属材料或许不具有方向性，但是某些复合材料是纤维就具有方向性，可以根据需要进行设置方向及其转角。
点选OK，材料分配结束。
3、定义约束1）：位移约束点击，出现下图所示对话框，Name 约束名称Number of Set 约束集名称，点击New可以新建约束集的名称。
proe有限元分析 (2)
Pro/E 有限元分析1.有限元分析(Finite Element Analysis, 简称FEA)是一种工程分析方法，通过将复杂的结构划分成多个简单的单元来近似求解连续介质的行为。
Pro/E (Pro/ENGINEER, 现被称为PTC Creo)是一款常用的计算机辅助设计软件，也支持有限元分析功能。
本文将介绍Pro/E中如何进行有限元分析。
2. 有限元分析的基本原理在有限元分析中，需要将结构划分成一个个小单元，这些单元可以是三角形、四边形、四面体等。
然后，对每个单元进行力学计算，得到其应变和位移等结果。
根据单元之间的连续性关系，综合得到整个结构的应变和位移等结果。
3. Pro/E 中的有限元分析Pro/E提供了完善的有限元分析功能，用户可以通过以下步骤进行有限元分析：3.1 创建模型用户需要在Pro/E中创建结构模型。
可以使用Pro/E的建模工具进行绘制，也可以导入其他CAD软件的模型。
3.2 网格划分在模型创建完成后，需要将其划分为多个小单元。
Pro/E提供了自动划分网格的功能，用户只需要选择合适的网格密度，软件即可自动划分出合适的单元网格。
3.3 施加边界条件和载荷在进行有限元分析之前，需要为模型定义边界条件和载荷。
边界条件包括约束条件，如固定支撑、弹性支撑等；载荷包括静态载荷、动态载荷、温度载荷等。
用户可以在Pro/E中按照需求进行设置。
3.4 材料定义有限元分析需要事先定义好各部件的材料性质，包括弹性模量、泊松比等。
用户可以在Pro/E中选择已有材料库中的材料，也可以自定义材料。
3.5 有限元分析求解完成上述设置后，可以进行有限元分析的求解。
Pro/E将根据用户定义的网格和边界条件等信息，求解模型的应变和位移等结果。
3.6 结果分析求解完成后，用户可以对结果进行分析。
Pro/E提供了丰富的结果分析工具，如应力云图、位移云图、动态响应图等，用户可以通过这些工具全面了解结构的应变和位移等情况。
基于Proe的活塞有限元分析实例
基于Proe的活塞有限元分析实例目录一、力边界下活塞的有限元分析 (2)1.指定材料：点击材料分配工具，在弹出的对话框中点更多 (2)2.约束确定 (4)3.载荷施加 (5)4.新建静力分析 (8)5.结果查看及分析 (9)二、热分析 (12)1.概述 (12)2.添加热边界条件 (13)3.新建热分析 (15)4.结果查看及分析 (16)三、热力耦合 (20)1.热载荷施加 (20)2.静态分析 (21)3.结果查看 (23)四、敏感度分析 (25)1.增加设计参数 (25)2.定义敏感度分析 (27)3.结果分析 (28)4.温度敏感度分析 (30)五、优化分析 (31)1.新建优化设计 (31)六、压力分析结果 (34)七、热分析结果 (36)八、敏感度分析结果 (38)九、优化设计结果 (39)一、力边界下活塞的有限元分析建好模型后，进入分析模块1.指定材料：点击材料分配工具，在弹出的对话框中点更多弹出对话框中选择新建对话框中输入如下ZL109材料的参数，并切换到热标签，输入参数确定后返回到材料出选择ZL109，点击确定将材料分配给活塞，因为文档中只有一个零件，所以自动分配好。
2.约束确定选择位移约束工具，曲面选择销座圆孔面，将其三个平移自由度和三个旋转自由度设置为固定3.载荷施加柴油机活塞的顶部与环岸燃气爆发压力一般简化为均匀分布在其表面,所示，而且一般情况下施加于活塞的第一环槽底部的压力为气体压力的76%，而施加到第一环岸和第二道环槽上面及下面的压力为气体残压的25%，到第二道环槽底时只剩下20%的气体残压施加到其上，由于燃气不断膨胀，压力越来越小，能到达第二环槽以下的残余燃气压力变得特别的小，基本可以忽略不计。
选取最大爆发压力工况作为计算工况，所受载荷有最大爆发压力、活塞往复惯性力和活塞销座分布力的作用。
按照前述计算，并选择面施加气压选择压力载荷工具，打开的对话框中选择顶面，燃烧室各面及火力岸，压力载荷为前述计算的最大气压继续添加载荷惯性力的施加以加速度的形式加载，按照惯性力计算Fj=-maa=-Fj/m=21397mm/sec^24.新建静力分析选择分析和设计研究工具，新建静态分析输入如下设置，并确定在stru选中下，点击运行，几分钟后计算结束在stru选中下，点击结果查看弹出的对话框中选择应力，确定并显示图1力边界条件下活塞应力云图（单位MPa）由图可以看出, 活塞受到气体的爆发压力和往复惯性力的作用, 它们的共同特点就是都沿着活塞的轴线方向作用, 所以活塞的轴线方向承受着极大的载荷。
PROE有限元分析介绍
•Pro/ENGINEER 的结构强度仿真包S l Si l i O i 模块介绍－结构强度分析仿真（有限元分析）－Structural Simulation Option •产品功能：静态, 模态及动态响应线性及非线性分析自动控制分析结果的质量精确模型再现参数化优化结果研究全相关H 单元FEA 结算器在熟悉的Pro/ENGINEER 环境中与其他CAD 系统提供接口可将运动分析结果传送到结构分析客户得到的好处：尽早对设计进行深入分析并改进产品设计工程师的分析工具 减少实物样机成本Structure结构受力分析模拟产品在真实工况下（如静止或受力平衡状态）针对特定载荷和约束条件表现出来的性能。
分析领域–结构强度与变形分析–大变形分析–接触分析–橡胶材料的非线性弹性分析敏度和分析–灵敏度和优化分析Structure结构受力分析案例1：齐齐哈尔机车•整体设备应力分布云图。
应力分布趋势一目了然；各点受力数值均可获得；案例2:北京煤矿机械厂，液压支架整机分析1、用户：航天部五院504所案例3：航天部五院504所-检验总结：方便简单2、课题：某型号卫星天线振动试验支架设计3、课题难点：由于卫星天线振动试验要求非常严格，所以对试验设备的要求非常苛刻，既要满足强度、刚度的要求，又要满足重量轻的要求。
4、传统方法：用当今世界权威软件进行分析。
缺点：该软件设计功能弱，需要在ProE中设计完零件，再转换到该平台下分析，分析时抽中面非常困难，需一周时间；特征描述不清。
5、目前方法：用ProE设计完后，直接用Mechanic进行分析。
好处：无需数据转换，直接分析计算；自动划分网格，几何元更能表达产品的真实形状；分析计算和设计模型全相关；可以对关键参数进行敏度分析，优化设计，方便减轻重量、提高强度和刚度。
仅用一天时间就完成了分析验证工作。
6、分析结果：用Pro/Mechanic分析的产品固有频率为273Hz,试验测试该产品的固有频率为269Hz，误差为2%，对于工程应用来说计算值和实际值误差小于10%，计算值就可用。