一种钣金件结构强度计算和优化

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1、一种钣金件结构强度计算和优化

2、第1内容显示中一、应用背景建立分析对象的三维模型，如图1所示。图1分析对象的三维模型该零件是冲压成型的钣金件，是电冰箱上的支撑架，主要承受重力和搬运过程中的冲击力。由于零件壁厚均匀，因此零件的分析模型宜采用“壳”单元模型。美国参数技术公司（PTC）的软件是优秀的高端MCAD设计软件之一，基于特征的全参数化及全相关技术极大地提高了设计效率和质量。其中，CAE专用分析模块Pro/MECHANIC实现了与Pro/ENGINEER的完全无缝集成，由于Pro/MECHANIC采用高阶次单元（P单元），使分析模型的网格生成变得简单容易，无需对原模型结

3、构进行大量的简化处理。Pro/MECHANICA实现了与其他PTC产品、数据管理工具及其他CAD工具的真正交互性。参数化优化结合了Pro/ENGINEER的全部功能后，Pro/MECHANICA可以提供真正的参数化分析，使用相关仿真特征，因为与后续产品（模具、刀路轨迹等）完全相关，即使设计更改后，也不需要重新定义分析。该零件的三维模型是用Pro/ENGINEER软件完成的，强度计算在Pro/ENGINEER与Pro/MECHANIC的集成环境中进行，计算用Pro/MECHANIC解算器。二、分析模型的建立由于在创建三维模型过程中没有过多地考虑用作分析模型，所以有些结构

4、不具备均匀的厚度。如果对原来设计特征进行重定义，模型再生成功的可能性很小，为了能有效地利用原有数据，又能建立厚度均匀的三维模型，就需要创建一个新的装配模型，再把原设计零件（org.prt）装配进来，具体步骤如下：1.在装配模式下，创建一个新的零件（new.prt）；2.激活零件new.prt，从org.prt零件复制曲面；3.在零件new.prt中创建曲面“加厚”特征。在进入结构分析（STRUCTURE）环境后，对零件new.prt进行理想化处理（IDEALIZATION），压缩成“中间面”后显示的结果，如图2所示。图2压缩“中间面模型壳单元的划分情况，如图3所示。图

5、3单元局部图约束和载荷是需要设立的主要边界条件。力主要考虑静载荷力和冲击载荷力，冲击载荷力折算成静载荷力要乘以2.5~4倍的系数。约束分为如下两种情况。约束1：螺栓固定孔和螺栓之间是一种理想配合的情况，中间没有间隙，固定孔的位置在X，Y，Z三个方向上完全固定。约束2：螺栓固定孔和螺栓之间是间隙配合的情况，中间有1毫米的间隙，在受力的极限情况下螺栓固定孔沿水平方向有2毫米的位移。约束的位置和载荷的位置大小，如图4所示。图4分析模型内容显示中一、应用背景建立分析对象的三维模型，如图1所示。图1分析对象的三维模型该零件是冲压成型的钣金件，是电冰箱上的支撑架，主要承受重力和搬

6、运过程中的冲击力。由于零件壁厚均匀，因此零件的分析模型宜采用“壳”单元模型。美国参数技术公司（PTC）的软件是优秀的高端MCAD设计软件之一，基于特征的全参数化及全相关技术极大地提高了设计效率和质量。其中，CAE专用分析模块Pro/MECHANIC实现了与Pro/ENGINEER的完全无缝集成，由于Pro/MECHANIC采用高阶次单元（P单元），使分析模型的网格生成变得简单容易，无需对原模型结构进行大量的简化处理。Pro/MECHANICA实现了与其他PTC产品、数据管理工具及其他CAD工具的真正交互性。参数化优化结合了Pro/ENGINEER的全部功能后，Pro/

7、MECHANICA可以提供真正的参数化分析，使用相关仿真特征，因为与后续产品（模具、刀路轨迹等）完全相关，即使设计更改后，也不需要重新定义分析。该零件的三维模型是用Pro/ENGINEER软件完成的，强度计算在Pro/ENGINEER与Pro/MECHANIC的集成环境中进行，计算用Pro/MECHANIC解算器。二、分析模型的建立由于在创建三维模型过程中没有过多地考虑用作分析模型，所以有些结构不具备均匀的厚度。如果对原来设计特征进行重定义，模型再生成功的可能性很小，为了能有效地利用原有数据，又能建立厚度均匀的三维模型，就需要创建一个新的装配模型，再把原设计零件（or

8、g.prt）装配进来，具体步骤如下：1.在装配模式下，创建一个新的零件（new.prt）；2.激活零件new.prt，从org.prt零件复制曲面；3.在零件new.prt中创建曲面“加厚”特征。在进入结构分析（STRUCTURE）环境后，对零件new.prt进行理想化处理（IDEALIZATION），压缩成“中间面”后显示的结果，如图2所示。图2压缩“中间面模型壳单元的划分情况，如图3所示。图3单元局部图约束和载荷是需要设立的主要边界条件。力主要考虑静载荷力和冲击载荷力，冲击载荷力折算成静载荷力要乘以2.5~4倍的系数。约束分为如下两种情况。约束1