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本章主要是通过一个实例的学习,进一步理解了结构分析、优化设计的方法步骤,对于结构分析和优化设计有个清晰的认识。介绍了与本章有关的菜单栏和工具栏中的命令。
Pro/Mechanica是集静态、动态结构分析于一体的有限元分析模块,能够模拟真实环境为模型施加约束和载荷,测算模型的应力、应变、位移等参数,实现静态、翘曲、疲劳、频率、振动等分析;通过指定设计参数,能够在给出变化范围内进行敏感度分析,并借助优化分析为模型寻找到最佳参数。结构设计主要是完成如下3个主体内容:
结构强度与寿命评估
由于结果的速度、成本、耐用性、可靠性的要求不断提高,导致结构设计师在设计结构时,以减轻产品重量为最高原则(因为和成本有很大关系)。这样,结构强度与寿命的评估就变得越来越复杂,越来越重要。要进行结构强度与寿命评估,经常需要参照有关理论、方法、行业上的规范及材料的依据。而这些理论、方法、资料大都是经过大量实验、工程实务归纳出来的,国外将这方面的研究成果编制成软件,如Pro/Mechanica、Fauigue、Marc等。(www.xing528.com)
结构优化
结构优化设计是将设计问题的理学特性与数值方法中的各种相似的手段相结合,然后将高度非线性问题转化为一系列近似的带状显示约束问题,最后再通过数学规划法来解答。现代社会,已经将结构优化设计应用于工程优化设计中,并形成了专门研制工程优化设计软件。随着计算机技术的发展,工程优化设计软件可以处理的变量规模不断扩大,从最初的十几个变量发展到上万个变量,从最初的结构尺寸参数优化,到现代的结构形状优化等。
有限元分析是一个以有限元为基础的技术,可以分析产品零件或组装系统,以确保整个产品符合设计要求。有限元模型和产品的几何模型是相关的,经过建模和分析后,工程师将计算出的结构反应(变形、应力、温度等),并以图形形式表示出来。如果计算的结果不符合预期,那么结构设计师就需要再次设计和再次分析,直到达到可接受的设计值为止。而这种再设计/再分析的循环周期,就是前面谈到的“结构优化”。
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