创建壳属性对话框：选择对称方式及设置层压板刚度属性

1.创建壳属性

【壳属性】命令，是将壳的一些属性值做成一个集合体保存在库中，方便在简化过程中调用，减少不必要的工作。选择菜单栏中的【属性（R）】→【壳属性（S）】命令，系统弹出“壳属性”对话框，如图7.72所示。

（1）【库中的壳属性】列表框显示当前Pro/Mechanica库中存在的壳属性。

（2）【模型中的壳属性】列表框显示当前模型中存在的壳属性。单击按钮，将库中的壳属性添加到当前模型中；单击按钮，将模型中的壳属性添加的库中。

（3）【说明】文本框显示在【库中的壳属性】或【模型中的壳属性】列表框中选中的壳属性的说明。

（4）【新建】按钮用于创建新的壳属性。单击该按钮，系统弹出“壳属性定义”对话框，如图7.73所示。

【名称】文本框用于定义新建壳属性的名称，系统默认为ShellProp+数值，也可以自定义。

【说明】文本框用于定义当前新建的壳属性的简单介绍，如：钢板0.5。

【属性类型】下拉列表框用于选择新建壳属性的属性类型：同类、层压板叠层、层压板刚度，根据选项不同，在对话框中设置的内容不同：选择“同类”选项，只需要设置板厚度；选择“层压板叠层”选项，需要设置壳属性材料、厚度、方向和数量。“壳属性”对话框更新为如图7.74所示，在【层叠对称】下拉列表框中选择对称方式：无对称、对称、非对称3种，在列表框中显示创建的极层，右侧是控制极层的工具按钮；选择“层压板刚度”选项，需要设置刚度和质量等属性。“壳属性”对话框更新为如图7.74所示，在【刚度】选项卡中设置延伸刚度、横向剪切刚度、耦合刚度、弯曲刚度、热合成系数、力矩等参数；在【质量和额外计算】选项卡中设置单位面积上的质量、单位面积上的转动惯量、计算应力和应变等属性参数。

图7.72 “壳属性”对话框

图7.73 “壳属性定义”对话框

图7.74 “壳属性”对话框

（5）【复制】按钮用于复制当前选中且高亮显示的壳属性。在列表框中选中一个壳属性，单击该按钮，一个复制的新的壳属性就创建完成。

（6）【编辑】按钮用于对当前选中且高亮显示的壳属性进行编辑，单击该按钮，系统弹出“壳属性定义”对话框，在对话框中重新定义壳属性。

（7）【删除】按钮用于对选中的高亮显示的壳属性进行移除。在列表框中选中欲移除的壳属性，单击该按钮，被选中的壳属性就移除出当前模型中。

2.创建壳（Shell）

【壳】工具，是当模型的厚度远小于它的长和宽时，就可以使用该工具对其进行简化，该工具是通过直接选取曲面来定义。比起实体模型来，它的运行速度较快、不牺牲准确性，同时需要的硬盘空间也比较少。

注意

在集成模式下，Pro/Mechanica不允许使用部分是实体，部分是薄壳的混合模型。

单击“Mechanica对象”工具栏上的【壳】工具按钮，或选择菜单栏中的【插入（I）】→【壳（S）】命令，系统弹出“壳定义”对话框，如图7.75所示。

（1）【Name（名称）】文本框用于定义新建壳的名称，系统默认为Shell+数字，也可以自定义。

（2）【类型】下拉列表框用于选择创建壳类型：Simple和Advanced两种。

（3）【参照】选项组用于定义创建壳对象的基准。

在【Surfaces（表面）】选项组中选择不同的表面选取方法。点选【Individual】单选按钮表示选择单个Surfaces（表面）；点选【Boundary】单选按钮表示选择模型边界表面，即整个模型表面；点选【Intent】单选按钮表示选择多个Surfaces（表面）的集合；

列表框用于显示选择的曲面；

根据在3D模型中选择相应的几何元素，该几何元素就添加到列表框中。如果欲选择曲面，单击【曲面集】按钮，系统弹出“曲面集”对话框，在该对话框中可以完成曲面集的定义。

（4）【属性】选项组用于定义壳的属性，根据选择的类型不同，所要置的内容也不同。选择“Simple”选项，只需设置“Thichness（厚度）”和“Material（材料）”两选项；选中“Advanced”选项，对话框如图7.76所示，在【Shell Property（壳属性）】下拉列表框中选择模型中的壳属性，或单击其后的【更多】按钮进入“壳属性”对话框，进行壳属性的操作；在【Material（材料）】下拉列表框中选择材料，或单击其后的【更多】按钮，弹出“材料”对话框，选择模型的材料；在【Material Orientation（材料方向）】下拉列表框中选择材料方向，或单击其后的【更多】按钮，弹出“材料方向”对话框，对材料方向进行操作。

下面以图7.77所示图形为例，解决【壳】工具的使用方法：

（1）打开模型a.prt，选择菜单栏中的【应用程序】→【Mechanica】工具命令，系统弹出“Mechanica模型设置”对话框，在【模型类型】下拉列表框中选择“Structure”选项，单击【确定】按钮，进入结构分析模块。

（2）选择【属性（R）】→【壳属性（S）】命令，系统弹出“壳属性”对话框，单击【新建】按钮，系统弹出“壳属性定义”对话框，选择【属性类型】下拉列表框中“同类”选项，在【厚度】文本框中键入5，其他保持系统默认值，单击【确定】按钮，ShellProp1壳属性就添加到列表框中，然后单击【关闭】按钮，完成壳属性的创建。

图7.75 “壳定义”对话框

图7.76 “壳定义”对话框

（3）单击“Mechanica对象”工具栏上的【壳】工具按钮，或选择菜单栏中的【插入（I）】→【壳（S）】命令，系统弹出“壳定义”对话框。

（4）在对话框中，选择【类型】下拉列表框中的“Advanced”选项，在3D模型中选择上表面。(www.xing528.com)

（5）在【属性】选项组中【ShellProperty（壳属性）】下拉列表框中选择“ShellProp1”壳属性，单击【Material（材料）】文本框后的【更多】按钮，系统弹出“材料”对话框，在对话框中选择“Steel.mtl”选项，单击【Material Orientation（材料方向）】文本框后【更多】按钮，在系统弹出的材料方向对话框中新建一材料方向，并加载到当前模型中。

（6）单击【确定】按钮，完成壳定义，经过模态分析效果如图7.78所示。

3.创建壳对

【壳对】工具，是通过选取多个相互平行的曲面定义Shell（壳）的工具。单击该按钮，或选择菜单栏中的【插入（I）】→【中间曲面】→【壳对】命令，系统弹出“壳对定义”对话框，如图7.79所示。

图7.77 模型

图7.78 分析结果

图7.79 “壳对定义”对话框

（1）【Name（名称）】文本框用于定义新建壳对的名称，系统默认为ShellPair+数字，也可以自定义。

（2）【类型】下拉列表框用于选择创建壳对的类型：Constant和Multi-Constant两种。

（3）【参照】选项组用于定义创建壳对的对象。勾选【自动选取相对曲面】复选框，表示选取具有对称性质的表面，在3D模型中选择表面，与其具有对称性质的表面也被选中，且添加到【Surfaces】列表框中。

（4）【对属性】选项组用于定义壳对的放置属性，在其下拉列表框中选择：Midsurface（中间平面）、Top（顶面）、Bottom（地面）、SelectedSurface（选择平面）；勾选【延伸相邻曲面】复选框，表示与选中的曲面相邻的曲面也被选中。

（5）【材料属性】选项组用于定义模型的材料和材料方向属性，在下拉列表框中选择所需要的加载到当前模型中的材料的材料方向属性，也可以单击其后的【更多】按钮，添加新的材料和材料方向属性。

（6）单击【创建此壳对，并为另一壳对创建做准备对话框】按钮，表示将定义的壳对保存，并且使对话框中各选项恢复到初始状态，有利于定义下一壳对。

下面以如图7.80所示弹簧座为例，讲解【壳对】工具的使用方法。

（1）选择菜单栏中的【文件（F）】→【新建（N）】命令，系统弹出“新建”对话框，点选【零件】单选按钮，在【名称】文本框中键入G，取消【使用缺省模板】复选框，单击【确定】按钮，系统弹出“新文件选项”对话框。

（2）在“新文件选项”对话框中，选中列表框中的“mmns_part_solid”选项，单击【确定】按钮，进入零件设计平台。

（3）单击“基础特征”工具栏上的【拉伸】工具按钮，在控制面板中显示拉伸设置选项，单击【放置】选项卡中的【定义】按钮，系统弹出“草图”对话框，在3D工作区中，选择Right草绘面，单击【草绘】按钮，进入草图绘制平台。

（4）绘制如图7.81所示草图，单击“草绘器”工具栏上的【完成】按钮，在控制面板中厚度设置框中键入20，单击其后的【完成】按钮，完成模型的设计。

图7.80 弹簧座

图7.81 草图

（5）单击“基础特征”工具栏上的【拉伸】工具按钮，在控制面板中显示拉伸设置选项，单击【放置】选项卡中的【定义】按钮，系统弹出“草图”对话框，在3D工作区中，选择Right草绘面，单击【草绘】按钮，进入草图绘制平台。

（6）绘制Ø160和Ø200两同心圆，单击“草绘器”工具栏上的【完成】按钮，在控制面板中厚度设置框中键入130，单击其后的【完成】按钮，完成模型的设计。

（7）选择菜单栏中的【应用程序】→【Mechanica】工具命令，系统弹出“Mechanica模型设置”对话框，在【模型类型】下拉列表框中选择“Structure”选项，单击【确定】按钮，进入结构分析模块。

（8）单击“Mechanica对象”工具栏上的【壳对】工具按钮，或选择菜单栏中的【插入（I）】→【中间曲面】→【壳对】命令，系统弹出“壳对定义”对话框。

（9）在3D模型中选择圆环外表面，单击【Material】文本框右侧的【更多】按钮，选择“Steel”选项加载到当前模型中。

（10）单击【Material Orientation】文本框右侧的【更多】按钮，系统弹出“材料方向定义”对话框，单击【新建】按钮，在弹出的“材料方向定义”对话框中，选择【相对于】下拉列表框中的“第一参数化方向”，单击【确定】按钮，返回“材料方向”对话框，单击【确定】按钮，材料方向被添加到当前模型中。

（11）单击【创建此壳对，并为另一壳对创建做准备对话框】按钮，效果如图7.82所示。

（12）在3D模型中选择下底面，在【Material】下拉列表框中选择“Steel”选项。

（13）在【Material Orientation】下拉列表框中选择“MaterialOrient1”选项，单击【完成】按钮，效果如图7.83所示。

图7.82 创建的壳对

图7.83 创建的壳对