ProEMECHANICA超经典入门实例

入门实例

通过两个简单实体模型分析实例介绍使用Pro/MECHANICA进行分析任务（包括基本应力分析、灵敏

度分析和优化设计等）的基本过程，通过这一章的学习后，

读者应该能够掌握使用Pro/MECHANICA进行分析的基本方法。本章主要内容包括：

Pro/MECHANICA分析任务分类

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2.1 Pro/MECHANICA分析任务分类

在Pro/MECHANICA中，将每一项能够完成的工作称之为设计研究。所谓设计研究是指针对特定模型用户定义的一个或一系列需要解决的问题。在Pro/MECHANICA中，每一个分析任务都可以看作一项设计研究。Pro/MECHANICA的设计研究种类可以分为以下3种类型。

标准分析（Standard）：最基本、最简单的设计研究类型，至少包含一个分析任务。

在此种设计研究中，用户需要指定几何模型、划分有限元网格、定义材料、定义

载荷和约束、定义分析类型和计算收敛方法、计算并显示结果。

灵敏度分析（Sensitivity）：可以根据不同的目标设计参数或者物性参数的改变计

算出一些列的结果。除了进行标准分析的各种定义外，用户需要定义设计参数、

指定参数的变化范围。用户可以用灵敏度分析来研究哪些设计参数对模型的应力

或质量影响较大。

优化设计分析（Optimization）：在基本标准分析的基础上，用户指定研究目标、

约束条件（包括几何约束和物性约束）、设计参数，然后在参数的给定范围内求解

出满足研究目标和约束条件的最佳方案。

因此，概括的说，Pro/MECHANICA Structure能够完成的任务可以分为两大类：第一类可以称之为设计验证，或者称为设计校核，例如进行设计模型的应力应变

检验，这也是其他有限元分析软件所只能完成的工作。在Pro/MECHANICA中，

完成这种工作需要依次进行以下步骤：

（1）创建几何模型。

（2）简化模型。

（3）设定单位和材料属性。

（4）定义约束。

（5）定义载荷。

（6）定义分析任务。

（7）运行分析。

（8）显示、评价计算结果。

第二类可以称之为模型的设计优化，这是Pro/MECHANICA区别与其他有限元软

件最显著的特征。在Pro/MECHANICA中进行模型的设计优化需要完成以下工作：

（1）创建几何模型。

（2）简化模型。

（3）设定单位和材料属性。

（4）定义约束。

（5）定义载荷。

（6）定义设计参数。

.

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.

（7）运行灵敏度分析。

（8）运行优化分析。

（9）根据优化结果改变模型。

本章将通过两个简单的实例来介绍上述过程。

2.2 入门实例

2.2.1 有限元模型的建立

步骤一：打开模型零件

（1）设置工作目录为\ch2。

（2）打开零件模型example1，如图 2.1所示。

图2.1

步骤二：设置模型单位

（1）打开Pro/ENGINEER主界面的Edit菜单，然后选择Setup…选项。

（2）系统弹出Part Setup菜单管理器，如图 2.2所示。

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.

图2.32

（3）在Part Setup菜单中单击Units选项，系统弹出Units Manager对话框，如图

2.3所示。

图2.3

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. （4）我们要将模型的单位设置为毫米牛顿秒的形式，所以在Systems of Units中选择millimeter Newton Second(mmNs)，如图 2.4所示。

（5）单击Units Manager对话框右侧的Set按钮进行单位设定。

（6）系统弹出警告对话框要求选择模型单位转化方式，选择Convert Existing Numbers（Same Size）——不改变模型大小方式，如图 2.4所示。

图2.4

（7）单击OK按钮完成单位转化。

（8）单击Close按钮完成单位系统设置。

步骤三：进入Pro/MECHANICA模式

（1）打开Pro/ENGINEER主界面的Applications菜单，选择Mechanica，系统弹出模型单位系统信息对话框，如图 2.5所示。

图2.5

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. （2）单击Continue按钮继续，系统进入Pro/MECHANICA模式，如图 2.6所示。

图2.6

（3）为进入Pro/MECHANICA Structure模块，选择MECHANICA菜单管理器中的Structure选项，系统进入结构分析主界面。

步骤四：设置模型材料

（1）选择MEC STRUCT菜单→Model→Materials，系统弹出材料定义对话框。（2）在Materials对话框左侧的Materials in Library:列表框中选择SS，然后单击按钮，将SS添加至右侧的Materials in Model:列表框中，如图 2.7所示。

图2.7

（3）在图 2.7对话框中单击Edit…按钮，系统弹出材料属性修改对话框，如图 2.8所示。从该对话框中可以看出SS这种材料的基本属性，单击OK按钮关闭该

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.

对话框。

图2.8

（4）在图 2.7对话框中单击Assign|Part按钮，系统提示选择一个Part模型。（5）选择example1模型，然后单击OK按钮关闭选择对话框。

（6）系统返回Materials对话框，单击Materials对话框中的Close按钮。（7）完成模型材料的定义。

步骤五：定义约束

我们要将example1的左端面固定，所以需要在左端面定义面约束。

（1）在MEC STRUCT菜单中选择Constraints→New→Surface（也可以直接单击右侧工具栏上的命令图标），系统弹出Constraints定义对话框，如图 2.9所示。