点击浏览书籍内容:
Creo 3.0快速入门教程 Creo 3.0曲面设计教程 creo 3.0钣金设计实例精解 creo 3.0高级应用教程 creo 3.0装配与产品设计 creo 3.0工程图教程 creo 3.0 运动仿真与分析教程 creo 3.0模具设计教程
solidwroks2014产品造型118招 solidwroks2014自学视频教程 solidwroks2014基础教程 solidwroks2014钣金技巧 solidwroks2014管道与布线 solidwroks2013零件与装配 solidwroks2014模具设计 solidwroks2014运动仿真

Proe Creo教程资料:
8.2  建立结构分析
    建立分析的重点不在操作,操作是很简单的,它难在分析所代表的设计考虑、布局
和探讨未知性。前面已经讲解了作分析所有所需要定义的操作。因此,下面将详细介绍
各种分析操作后,以实例讲解分析的操作,以及前面所谈内容的布局应用。
8.2.1静态分析
  1.新建静态分析
  【静态分析】用来模拟模型结构的刚度和强度,根据约束和载荷条件计算模型的应
力和应变。
    运行静态分析的条件:
     1一个约束集。
     2一个以上的载荷集。
     3属于3D模型。
    在“分析和设计研究”对话框中,选择菜单栏中的【文件(F)】→【新建静态分析】
命令,系统弹出“静态分析定义”对话框,如图8.4所示。
 
    图8.4  “静态分析定义”对话框
    (1)【名称】文本框用于定义新建静态分析的名称,系统默认为Analysis+数字,
也可以自定义。

 
 
 
    (2)【说明】文本框用于定义新建静态分析的简要概述以区分其他分析,如分析悬
臂梁的应力和应变。
    (3)【约束】选项组用于定义新建静态分析所施加的约束集。
    11勾选【组合约束集】复选框,表示使用列表框中2个以上约束集共同作用于模型
进行静态分析。
     12列表框显示当前模型中创建的所有约束集。
    13 勾选【非线性】复选框,对话框中展开【非线性选项】选项组,如图8.5所示。
根据所创建的约束类型,可以选择计算大变形、包括接触、包括超弹性、包括塑性等选
项进行响应分析。
    (4)【载荷】选项组用于定义新建静态分析所需载荷集。
     14勾选【累计载荷集】复选框,表示使用2个以上载荷集累计作用于模型上进行分
析。
     15列表框中显示当前模型中创建的所有载荷集。
     16勾选【惯性止裂槽】复选框,表示模型在载荷作用下全约束状态进行分析,约束
选项组变成不可用状态。
    (5)【收敛性】选项卡,如图8.6所示,用于定义分析的计算方法:
     16在【方法】下拉列表框中选择“多通道自适应”选项,表示多次计算,每次都提
高有问题单元的阶数,达到设置的收敛精度或最高阶数时为止。
     16在【方法】下拉列表框中选择“单通道自适应”选项,表示首先使用低阶多项式
完成一次计算,估计出计算结果的精度,然后针对问题的单元提高阶数再计算一次。
     17在【方法】下拉列表框中选择“快速检查”选项,表示粗略计算,检查模型中可
能存在的错误。
 
     图8.5  【非线性选项】选项组     图8.6  【收敛性】选项卡内容
    (6)【输出】选项卡,如图8.7所示,用于定义分析所要输出的计算内容以及显示
网格。
     18  【计算】选项组用于设置需要分析计算的内容:应力、旋转、反作用、局部应力
误差。
     32  【出图】选项组用于设置生成结果时,显示的网格,数值越大生成的结果精度越
高,需要计算机资源就越多。
    (7)【排除的元素】选项卡,如图8.8所示,用于定义在计算过程中可以排除的忽
略的元素。勾选【排除元素】复选框,表示可以进行排除元素,在其他选项进行设置需
要排除元素的选项。


图 8.7     【输出】选项卡    图 8.8      【排除的元素】选项卡
    2.获取分析结果
    在“分析和设计研究”对话框中,选中【分析和设计研究】列表框中的静态分析,
单击工具栏上的【查看设计研究或有限元分析结果】按钮 28,系统弹出“结果窗口定义”
对话框,如图8.9所示。
 
    图8.9  “结果窗口定义”对话框
    (1)【名称】文本框用于定义新建分析结果的名称,系统默认为Window+数字,
也可以自定义。
    (2)【标题】文本框用于定义新建分析结果的标题,如应力变化曲线。
    (3)【研究选取】选项组用于定义新建分析结果窗口的设计研究,单击【打开】按
31,选择保存在磁盘中的分析目录。
    (4)【显示类型】下拉列表框用于定义生成分析结果的显示类型:
   23在【显示类型】下拉列表框中选择“Fringe(条纹)”选项,将分析结果以条纹
状形式表现,效果如图8.10所示。
    22在【显示类型】下拉列表框中选择“Vectors(线框)”选项,将分析结果以点、
线等形式表现,效果如图8.11所示。
     21在【显示类型】下拉列表框中选择“Graph(曲线)”选项,将分析结果以曲线
表的形式表现,效果如图8.12所示。
 
      20在【显示类型】下拉列表框中选择“Model(模型)”选项,将分析结果以曲线
表的形式表现,效果如图8.13所示。
 
  图8.10 Fringe(条纹)    图8.11  Vectors(线框)
 
    图8.12 Graph(曲线)    图8.13  Model(模型)
    (5)【量】选项卡用于定义分析结果显示量:
     41在下拉列表框中选择“Stress”选项,表示结果窗口中显示压力的变化条纹、线
框、曲线、模型等,在其后的下拉列表框中选择压力的单位。在其【分量】下拉列表框
中,选择压力的分量:von Mises(畸变能)、Max Principal、Mid Principal、Min Principal、
Maximum Shear Stress等压力的各种分量。
     42在下拉列表框中选择“Displacement”选项,表示结果窗口中显示变形的条纹、
线框、曲线、模型等,在其后的下拉列表框中选择变形的单位。在其【分量】下拉列表
框中,选择变形的分量:Magnitude、X、Y、Z等变形量的分量。
     43在下拉列表框中选择“Strain”选项,表示结果窗口中显示应变的变化条纹、线
框、曲线、模型等。在其【分量】下拉列表框中,选择应变的分量:Max Principal、Min
 Principal,Mid Principal等应变托分量。
     44在下拉列表框中选择“Strain Energy"选项,表示结果窗口中显示应变能的变化
条纹、线框、曲线、模型等。
     45在下拉列表框中选择“P-Level”选项,表示结果窗口中显示P网格等级的变化
条纹、线框、曲线、模型等。
    (6)【显示位置】选项卡,如图8.14所示,该选项卡用于定义结果窗口中显示的零
件几何元素所对于的静态分析结果,如Curves、All、Surfaces、Volumes、Components/Layers
等对象的应力、应变、变形等属性。
    (7)【显示选项】选项卡,如图8.15所示,该选项卡用于定义结果窗口中显示内容
的选项。该选项卡可以完成以下设置:
     58可以设置图例的等级,是否显示轮廓、标注轮廓、等值面,是否显示连续色调等。
     57是否显示变形,以及显示变形的设置。
     56是否显示元素边、载荷、约束等模型元素。
    55是否显示动画以及显示动画的设置。
 
    图8.14  【显示位置】选项卡   图8.15  【显示选项】选项卡
    3.实例
    下面以长度为Im,截面为lOOmm×lOOmm的方形梁体为例,讲解静态分析创建的
    过程。
    (1)创建模型
     53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A,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。
     53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。
     52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。
     51绘制100×100矩形,单击“草绘器’’工具栏上的【完成】按钮60 ,在控制面板
    中厚度设置框中键入1000,单击其后的【完成】按钮61 ,完成模型的设计,效果如图8.16
    所示。

图8.16粱体方形
 (2)分配材料
    65选择菜单栏中的【应用程序(P)】→【Mechanica (M)】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,进入结构分析平台。
     66单击“Mechanica对象”工具栏上的【材料分配】工具按钮,或选择菜单栏中的
【属性(R)】→【材料分配(A)】命令,系统弹出“材料指定”对话框,单击【属性】
选项组中【Material】选项组中【更多】按钮,系统弹出“材料”对话框,双击【库中的
材料】列表框中的“STEEL.mtl”材料,使其添加到右侧【模型中的材料】列表框中,单
击【确定】按钮,返回“材料指定”对话框,此时对话框如图8.17所示,完成模型材料
的分配,效果如图8.18所示。
 
    图8.17  “材料指定”对话框   图8.18分配的材料  
 (3)添加压力载荷和重力载荷
 71 单击“Mechanica对象”工具栏上的【压力载荷】工具按钮,或选择菜单栏中的
【插入(I)】→【压力载荷(P)】命令,系统弹出“压力载荷”对话框。

77
    系统默认创建一个载荷集LoadSetl,所以这里就不需要创建载荷集,使用系统默认。
    72单击【参照】列表框中空白,在3D模型中选择方形梁体的上表面,如图8.19
所示。
 
    图8.19压力载荷施加面
     74在【Value】文本框中键入1000,选中其后的下拉列表框中的“MPa”选项,此
时对话框的设置如图8.20所示,单击【确定】按钮,完成压力载荷的创建,效果如图8.21
所示。
 
    图8.20  “压力载荷”对话框    图8.21创建的压力载荷
     86单击“Mechanica对象”工具栏上的【重力载荷】工具按钮,或选择菜单栏中的
【插入(I)】→【重力载荷(G)】命令,系统弹出“重力载荷”对话框。
     85在【加速度】选项组中【Z】文本框中键入1,其他选项为默认值,单击【确定】
按钮,完成重力载荷的添加,效果如图8.22所示。
 
    图8.22添加的重力载荷
    (4)添加约束
     81单击“Mechanica对象”工具栏上的【位移约束】工具按钮,或选择菜单栏中的
【插入(I)】→【位移约束(I)】命令,系统弹出“约束”对话框。
     82单击【参照】列表框中的空白,在3D模型中选中一端面,如图8.23所示,其他
选项为默认值,单击【确定】按钮,完成端面位移约束的创建,效果如图8.24所示。
     83使用同样的方法在另一端面添加位移约束。
 
    图8.23位移约束面   图8.24创建的端面位移约束
(5)创建静态分析
 
      91选择菜单栏中的【分析(A)】→【Mechanica分析i研究(E)】命令,系统弹
出“分析和设计研究’’对话框。
     92在“分析和设计研究”对话框中,选择菜单栏中的【文件(F)】→【新建静态
分析】命令,系统弹出“静态分析定义”对话框,勾选【输出】选项卡中【计算】选项
组中【应力】、【旋转】、【反作用】复选框,如图8.25所示。
 
    图8.25  “静态分析定义”对话框
     90其他选项为默认值,单击【确定】按钮,返回“分析和设计研究”对话框,选择
菜单栏中的【运行(R)】→【开始】命令,或单击工具栏上的【开始】按钮93 ,系统弹
出“提示询问’’对话框,单击【是(Y)】按钮,系统就开始计算,大约几分钟以后,系
统弹出“诊断”对话框,如图8.26所示,对话框中显示静态分析过程以及分析出现的问
题。
     89关闭“诊断” 对话框,分析后的“分析和设计研究”对话框,如图8.27所示,
保存分析结果以便输出分析结果。
 
     图8.26  “诊断”对话框   图8.27  “分析和设计研究”对话框
(6)获取结果
 102在“分析和设计研究”对话框中,单击工具栏上的【查看设计研究或有限元分析
结果】工具,系统弹出“结果窗口定义”对话框。
      103单击【显示选项】选项卡,勾选【已变形】、【显示载荷】、【显示约束】复选
框。
     104单击【确定并显示】按钮,效果如图8.28所示。
     105退出结果窗口,在“分析和设计研究”对话框中,单击工具栏上的【查看设计研
究或有限元分析结果】工具,系统弹出“结果窗口定义”对话框。
     106在【标题】文本框中键入应变,选择【显示类型】下拉列表框中“Graph”选项。
     101单击【量】选项卡,在下拉列表框中选择“Strain”选项,单击【图像位置】选
项组中【选取】按钮  99,系统弹出模型预览窗口,选择一条边,如图8.29所示,在“选
取”对话框中单击【确定】按钮,返回“结果窗口定义”对话框。
 
图8.28压力条纹图        图8.29选取的边线
 95单击【确定并显示】按钮,效果如图8.30所示。
 
图8.30应变曲线图
8.2.2模态分析
  1.新建模态分析
  【模态分析】模拟模型在受到约束的情况下,计算在自然频率下的模型形态。
 运行静态分析的条件:
     11111一个约束集。
     112属于3D模型。
    在“分析和研究,,对话框中,选择菜单栏中的【文件(F)】→【新建模态分析】命
令,系统弹出“模态分析定义”对话框,如图8.31所示。
    (1)【约束】选项组用于设置施加到模型上的载荷。
    113点选【手约束】单选按钮,在列表框中选择约束集,如果在模型中创建2个以上
约束集,  【组合约束集】复选框可用,勾选该复选框,表示多个约束集共同作用模型。
     114点选【无约束】单选按钮,约束集列表框变成不可用状态,表示模型不受约束作
用。
    (2)【模式】选项卡用于设置模型工作的自然频率和模式。
      107点选【模式数】单选按钮,在【模式数】文本框中定义模型工作的自然模式数,
在【最小频率】文本框中设置模型工作的自然最小频率。
     111点选【频率范围内的所有模式】单选按钮,在【最小频率】和【最大频率】文本
框设置模型工作的自然频率范围。
    (3)其他选项的作用和使用方法参见静态分析。
 
    图8.31  “模态分析定义”对话框
  2.获取分析结果
  在“分析和设计研究”对话框中,选中【分析和设计研究】列表框中的模态分析,
单击工具栏上的【查看设计研究或有限元分析结果】按钮 118 ,系统弹出“结果窗口定义”
对话框,如图8.32所示,
    (1)【名称】文本框用于定义新建分析结果的名称,系统默认为Window+数字,
也可以自定义。
    (2)【标题】文本框用于定义新建分析结果的标题,如应力应变曲线。
    (3)【研究选取】选项组用于定义新建分析结果窗口的设计研究以及分析。
122在【设计研究】选项组中,单击【打开】按钮 124,选择保存在磁盘中的分析目
录,在【分析】下拉列表框中选择分析。
     123 在列表框中选择模态分析环境的频率模式,可以多选,单击【缩放】列中的文本
框定义缩放比例。
    (4)【显示类型】下拉列表框用于定义生成分析结果的显示类型:Fringe(条纹)、
Vectors(线框)、Graph(曲线)、Model(模型)4种类型。
    (5)【量】选项卡,如图8.33所示,该选项卡用于定义分析结果显示量:Stress(压
力)、Displacement(变形)、Strain(应变)、Strain Energy(应变能)、Rotation(旋转)、
SheIIResultant(壳合成)、P- Level。
 
    图8.32  “结果窗口定义”对话框  图8.33  【量】选项卡
    (6)其他选项的作用同静态分析。
    3.实例
    下面以静态分析中的方形梁体为例,讲解模态分析的创建过程。
    (l)打开模型A.prt,选择菜单栏中的【应用程序(P)】→【Mechanica (M)】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,进入结构分析平台。
   121
    关于分配材料、添加约束等操作参见静态分析实例,直接使用前面的例子进行创建
模态分析。
    (2)选择菜单栏中的【分析(A)】→【Mechanica分析/研究(E)】命令,系统弹
出“分析和设计研究”对话框。
    (3)在对话框中,选择菜单栏中的【文件(F)】→【新建模态分析】命令,系统
弹出“模态分析定义”对话框。
    (4)单击【模式】选项卡,点选【模式数】单选按钮,在【模式数】和【最小频
  率】文本框中键入8、30,如图8.34所示。
    (5)勾选【输出】选项卡中【计算】选项组中【旋转】、【反作用】复选框,其他
选项为默认值,  单击【确定】按钮,返回“分析和设计研究”对话框,完成模态分析的
创建。
    (6)选择菜单栏中的【运行(R)】→【开始】命令,或单击工具栏上的【开始】
按钮131 ,系统弹出“提示询问”对话框,单击【是(Y)】按钮,系统就开始计算,大约
几分钟以后,系统弹出“诊断”对话框,如图8.35所示,对话框中显示模态分析过程以
及分析出现的问题。
 
   图8.34  【模式】选项卡     图8.35  “诊断结果”对话框
    (7)关闭“诊断”对话框,保存分析结果以便输出分析结果。
    (8)选中【分析和设计研究】列表框中的模态分析,单击工具栏上的【查看设计
研究或有限元分析结果】按钮132  ,系统弹出“结果窗口定义”对话框。
    (9)在【标题】文本框中键入变形曲线,选中【研究选取】选项组中列表框中所
有模式。
    (10)选中【显示类型】下拉列表框中“Graph”选项。
    (11)单击【量】选项卡,在下拉列表框中选择“Displacement”选项,单击【图像
位置】选项组中【选取】按钮134 ,系统弹出模型预览窗口,选择一条边,在“选取”对
话框中单击【确定】按钮,返回“结果窗口定义”对话框。
    (12)其他选项为默认值,单击【确定并显示】按钮,效果如图8.36所示。

图8.36变形曲线
  (13)重复第8~12步,在第9步中选中第一种频率模式,单击【确定并显示】按
钮,效果如图8.37所示。
 
图8.37变形曲线
8.2.3失稳分析
    1.新建失稳分析
    【失稳分析】是在静态分析结果的基础上进行分析模型的稳定性,即模型在载荷作
用下是如何发生变形的,以及变形的大小等。
    运行失稳分析的条件:
     142一个以上的载荷集。
   143一个静态分析、或增加一个设计研究。
     144属于3D模型。
    在“分析和研究”对话框中,选择菜单栏中的【文件(F)】→【新建失稳分析】命
令,系统弹出“失稳分析定义”对话框,如图8.38所示。
    (1)【前一分析】选项卡用于设置进行失稳分析所使用的静态分析、设计研究和载
荷集。
     144勾选【使用来自前一设计研究的统计分析结果】复选框,在【设计研究】下拉列
表框中选择前面创建的设计研究,选中的设计研究将的统计分析结果将作为失稳分析依
据。
     143在【静态分析】下拉列表框中选择前面创建的静态分析并将其结果作为失稳分析
的依据。
    142 【载荷集】列表框用于显示模型中所创建的载荷集,在才选择载荷集施加与模型
进行失稳分析。
    141 【失稳模式数】微调框用于调节进行失稳分析的模式数。
    (2)其他选项的内容介绍参见静态分析。
  2.获取分析结果
在“分析和设计研究”对话框中,选中【分析和设计研究l列表框中的失稳分析,
单击工具栏上的【查看设计研究或有限元分析结果】按钮 161 ,系统弹出“结果窗口定义”
对话框,如图8.39所示,该对话框的大部内容与模态分析所对于的对话框内容相同,其
中,【设计研究】列表框中的内容不同,这里列出是弯曲载荷,单击【Buckling Load Factor】
列中的数值,可以定义弯曲载荷因子。
 
图8.38  “失稳分析定义”对话框        图8.39  “结果窗口定义”对话图8.38  “失稳分析定义”对话框框
    3.实例
    下面以静态分析中的例子为例,继续讲解失稳分析的创建过程。
    (1)打开模型A.prt,选择菜单栏中的【应用程序(P)】一【Mechanica (M)】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,进入结构分析平台。
    (2)选择菜单栏中的【分析(A)】→【Mechanica分析/研究(E)】命令,系统弹
    出“分析和设计研究”对话框。
    (3)在对话框中,选择菜单栏中的【文件(F)】→【新建失稳分析】命令,系统
    弹出“失稳分析定义”对话框。
    (4)单击【前一分析】】选项卡,在【静态分析】下拉列表框中选择静态分析Analysisl,
    选中【载荷集】列表框中的LoadSetl载荷集,调节【失稳模式数】微调框为4,如图8.40
    所示。
    (5)单击【收敛性】选项卡,在【方法】下拉列表框中选中“多通道自适应”选
    项,然后点选【收敛于】选项组中【BIF、局部位移、局部应变能和RMS应力】单选按
    钮,如图8.41所示。
                              
  图8.40  【前一分析】】选项卡  图8.41  【收敛性】选项卡
    (6)单击【输出】选项卡,勾选【应力】、【旋转】、【反作用】复选框,调节【出
图】选项组中【绘制网格】微调按钮为8。
    (7)其他选项为默认值,单击【确定】按钮,完成失稳分析模型的建立。
    (8)选择菜单栏中的【运行(R)】→【开始】命令,或单击工具栏上的【开始】
按钮171,系统弹出“提示询问”对话框,单击【是(Y)】按钮,系统就开始计算,大约
几分钟以后,系统弹出“诊断”对话框,如图8.42所示,对话框中显示失稳分析过程以
及分析出现的问题。
    (9)关闭“诊断”对话框,保存分析结果以便下面输出分析结果。
    (10)选中【分析和设计研究】列表框中的失稳分析,单击工具栏上的【查看设计
研究或有限元分析结果】按钮 173,系统弹出“结果窗口定义,,对话框。
    (11)在【标题】文本框中键入压力条纹,选中【设计研究】列表框中第四种模式。
    (12)选中【显示类型】下拉列表框中“Fringe”选项。
    (13)单击【量】选项卡,在下拉列表框中选择“Displacement”选项。
    (14)单击【显示选项】选项卡,勾选【已变形】、【显示载荷】、【显示约束】复选
框。
    (15)其他选项为默认值,单击【确定并显示】按钮,效果如图8.43所示。
 
      图8.42  “诊断”对话框  图8.43变形条纹
8.2.4疲劳分析
    【疲劳分析】就是对零件的疲劳特征进行评估和预测是否发生疲劳破坏,也可以和
其他分析一起对零件进行优化设计。疲劳破坏就是零件在交变载荷重复作用下材料或结
构的破坏现象,当材料或结构受到多次重复变化的载荷作用后,虽然应力值始终没有超
过材料的强度极限,甚至比弹性极限还低的情况下也可能发生破坏。
    进行疲劳分析的主要内容如下:
     174疲劳寿命:发生疲劳破坏时的应力循环次数,或者从开始受重复载荷作用到断裂
 
所经过的时间,称为疲劳寿命。
  176  疲劳破坏就是在交变载荷作用下引起的零件失效或破坏。疲劳破坏不是在一次最
大载荷作用下的破坏,而是反复载荷作用下产生的破坏,疲劳破坏通常没有明显的塑性
变形迹象。
  177 安全系数就是输入载荷的许用安全系数。当计算出的疲劳寿命比设计寿命长时,
疲劳分析能够反过来计算输入载荷的许用安全系数。
     177疲劳寿命可信度就是计算出的疲劳和设计寿命的比值。由于疲劳具有统计特征,
因此,疲劳寿命可信度越大越好。
    运行预应力静态分析的条件:
     188一个约束集。
    179一个以上的载荷集和强制位移。
     180一个以上静态分析。
   181属于3D模型。
    1.材料的疲劳特征
    零件抵抗静力破坏的能力,主要取决于材料本身。零件抵抗疲劳破坏的能力不仅与
材料有关,而且还与材料的组成,构件的状态和大小、表明状况等有关。在疲劳分析中,
不仅确定材料密度、弹性模量、泊松比等参数,还需要设置材料的疲劳特征参数,如最
大抗拉强度、材料表明处理、材料放入构成等。
    选择菜单栏中的【属性(R)】→【材料(L)】命令,或单击“Mechanica对象”工
具栏上的【材料】工具按钮175 ,系统弹出“材料”对话框,选中【模型中的材料】列表
框中的材料,选择菜单栏中的【编辑】→【属性】命令,系统弹出“材料定义”对话框,
如图8.44所示。
 
图8.44  “材料定义”对话框
 (1)【材料极限】选项组由于定义材料的拉伸屈服应力、抗张极限应力、压缩极限
应力等材料属性值,取值范围在50~4000Mpa之间。
    (2)【失效准则】选项组由于定义材料的失效方式:修正的莫尔理论、最大剪切应
力( Tresca)、畸变能(von Mises)。
    (3)【疲劳】选项组用于定义材料工艺特征。在下拉列表框中选择“统一材料法则
(UML)”选项,然后其下的选项中设置材料类型、表面光洁度(表面粗糙度)、失效衰
减因子。
   190 【材料类型】下拉列表框用于选择零件的材料。系统提供的材料类型有非合金钢、
低合金钢、钛合金、铝合金。
  192   【表面光洁度】下拉列表框用于定义材料表面的处理情况,疲劳破坏与材料的表
面情况有很大的关系,系统提供的材料表面处理情况有:已上光、基础、加工(精)、
加工(中)、加工(粗)、热轧、锻造、铸造、水蚀处理、咸水水蚀处理、氮化处理、
冷轧、喷丸处理等表面处理情况。
     189  【失效强度衰减因子】文本框用于定义疲劳强度换算系数,该值为大于1的数值。
    2.新建疲劳分析
    在“分析和设计研究”对话框中,选择菜单栏中的【文件(F)】→【新建疲劳分析】
命令,系统弹出“疲劳分析定义”对话框,如图8.45所示。
    (1)【名称l文本框用于定义新建疲劳分析的名称,系统默认为Analysis+数字,
也可以自定义。
    (2)【说明】文本框应用于定义新建疲劳分析的简要概述。
    (3)【载荷历史】选项卡用于定义载荷零件作用过程。
    188  【寿命】文本框用于定义发生疲劳破坏时的应力循环次数,或者从开始受重复载
荷作用到断裂所经过的时间。
    185  【正在加载】选项组用于设置交变载荷的幅值特征、载荷的类型。在【类型】下
拉列表框中选择载荷幅值变化类型:恒定振幅、可变振幅,如果载荷是随机载荷,则需
要选择可变振幅,否则选择恒定振幅;在【振幅类型】下拉列表框中选择幅值类型:峰
值.峰值、零值一峰值、用户定义的3种,如果选择用户定义的幅值类型,则需要输入最小
载荷因子和最大载荷因子。
    (4)【前一分析】选项卡,如图8.46所示,该选项卡用于定义进行疲劳分析所需的
静态分析、设计研究和载荷集。
  184勾选【使用来自前一设计研究的统计分析结果】复选框,在【设计研究】下拉列
表框中选择模型中已创建的设计研究。
  183 在【静态分析】下拉列表框中选择模型中已创建的静态分析。
     182在【载荷集】列表框中选中用于疲劳分析的载荷集,选中所需要的载荷集使其高
亮显示。
 
  图8.45  “疲劳分析定义”对话框  图8.46  【前一分析】选项卡
    (5)【输出】选项组用于定义输出结果的显示的网格和输出计算安全系数。
   212 在【绘制网格】微调框中调整输出结果显示的网格数,该数值为2~10之间。
     213勾选【计算安全系数】复选框,系统在对零件进行疲劳分析的同时计算输入载荷
的许用安全系数,并将其输出。
    3.获取分析结果
    在“分析和设计研究”对话框中,选中【分析和设计研究】列表框中的疲劳分析,
单击工具栏上的【查看设计研究或有限元分析结果】按钮222  ,系统弹出“结果窗口定义”
对话框,如图8.47所示,该对话框的内容与前面讲解的静态分析、模态分析相差不多,
不同之处如下:
    211【显示类型】定义生成的分析结果显示类型,这里只能“Fringe(条纹)”一种。
    200在【量】选项卡【分量】下拉列表框中选择输出结果的具体内容:日志寿命、日
志破坏、安全系数、寿命置信度4中类型。
    4.实例
    下面以如图8.47所示简单的紧固件几何模型为例,讲解疲劳分析的建立分析过程。
    要求:零件为热轧低合金钢,最大抗拉强度为400Mpa,零件的设计疲劳寿命为106
次,受到IOOON的交变载荷作用。
    (1)建立几何模型
     198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B,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。
    197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。
     195单击“基础特征”工具栏上的【拉伸】工具按钮223 ,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。
251绘制如图8.48所示草图,单击“草绘器”工具栏上的【完成】按钮 252,在控制
       面板中厚度设置框中键入15,单击其后的【完成】按钮253 ,完成模型的设计。
 
    图8.47疲劳分析模型    图8.48草图
    (2)定义模型的材料
    240选择菜单栏中的【应用程序(P)】→【Mechanica (M)】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,进入结构分析平台。
    239单击“Mechanica对象”工具栏上的【材料分配】工具按钮,或选择菜单栏中的
【属性(R)】一【材料分配(A)】命令,系统弹出“材料指定”对话框,单击【属性】
选项组中【Material】选项组中【更多】按钮,系统弹出“材料”对话框,双击【库中的
材料】列表框中的“STEEL.mtl”材料,使其添加到右侧【模型中的材料】列表框中。
   238 在【模型中的材料】列表框中,选中“STEEL”材料选项,选择菜单栏中的【编
辑】→【属性】命令,系统弹出“材料定义”对话框。
     237在【材料极限】选项组中,  【拉伸屈服应力】文本框中键入350,在其后下拉列
表框中选择“Mpa”单位选项;【抗拉极限应力】文本框中键入400,在其后下拉列表框
中选择“Mpa”单位选项。
  235 选择【失效准则】下拉列表框中的“最大剪切应力( Tresca)”选项;选择【疲
劳】下拉列表框中的“统一材料法则( UML)”选项,在其下的【材料类型】下拉列表
框中选择“低合金钢”选项,  【表面光洁度】下拉列表框中选择“热轧”选项,在【失
效强度衰减因子】文本框中键入2,  “材料定义”对话框中的设置如图8.49所示。
  234单击【确定】按钮,完成材料疲劳特性参数的设置,返回“材料”对话框,单击
【确定】按钮,返回“材料定制”对话框,单击【确定】按钮,完成模型材料的定义。
    (3)定义约束
    233单击“Mechanica对象”工具栏上的【位移约束】工具按钮,或选择菜单栏中的
【插入(I)】→【位移约束(I)】命令,系统弹出“约束”对话框。
    232在【参照】下拉列表框中选择“Surfaces”选项,在3D模型中选择孔内表面,
如图8.50所示。
    231选中【平移】和【旋转】选项组中所有【固定】按钮255 ,单击【确定】按钮,
完成位移约束定义。
 271使用同样约束方法,将另一孔的6个自由度都笃定,效果如图8.51所示。
 
图8.49  “材料定义”对话框
    图8.50约束面    图8.51创建的约束
    (4)定义载荷
     267单击“Mechanica对象”工具栏上的【力/力矩载荷】工具按钮,或选择菜单栏中
的【插入(I)】→【力,力矩载荷(L)】命令,系统弹出“力/力矩载荷”对话框。
     266选择【参照】下拉列表框中的“Points”选项,在3D模型中点选侧边中点,如
图8.52所示。
    265在【力】选项组中【Y】文本框中键入1000,选择其下方列表框中“N”单位选
项,单击【确定】按钮,完成载荷的定义。
    264使用同样的方法,在另一侧也添加相同的载荷,效果如图8.53所示。
    (5)建立并运行静态分析
    262选择菜单栏中的【分析(A)】→【Mechanica分析/研究(E)】命令,系统弹
出“分析和设计研究”对话框。
     261选择【文件(F)】→【新建静态分析】命令,系统弹出“静态分析定义”对话
框,选中【约束】列表框中的“ConstraintSetl”选项,使其高亮显示,选中【载荷】列
表框中“LoadSetl”选项,其他选项为系统默认值,单击【确定】按钮,完成静态分析
的建立。
 
 图8.52载荷点       图8.53加载的载荷
    291选择菜单栏中的【运行(R)】→【开始】命令,或单击工具栏上的【开始】工
具按钮,系统弹出“是否要运行交互诊断?”询问对话框,单击【是(Y)】按钮,系统
开始进行分析,大约几分钟后,系统弹出“诊断”对话框,如图8.54所示,该对话框显
示分析过程中出现的问题以及分析步骤。
    (6)建立并运行疲劳分析
283在“分析和设计研究”对话框中,选择【文件(F)】→【新建疲劳分析】命令,
系统弹出“疲劳分析定义”对话框。
     282单击【载荷历史】选项卡中,在【寿命】选项组中【所需强度】文本框中键入
1000000,点选【计算安全系数】复选框,单击【确定】按钮,完成零件疲劳分析的建立。
   281选择菜单栏中的【运行(R)】→【开始】命令,或单击工具栏上的【开始】工
具按钮,系统弹出“是否要运行交互诊断?”询问对话框,单击【是(Y)】按钮,系统
开始进行分析,大约几分钟后,系统弹出“诊断”对话框,如图8.55所示,该对话框显
示分析过程中出现的问题以及分析步骤。
 
图8.54  “静态分析诊断”对话框    图8.55  “疲劳分析诊断”对话框
(7)输出疲劳分析结果
        301在“分析和设计研究”对话框中,选中【分析和设计研究】列表框中的疲劳分析,
单击工具栏上的【查看设计研究或有限元分析结果】按钮302 ,系统弹出“结果窗口定义”
对话框。
     303单击【量】选项卡,在【分量】下拉列表框中选择“日志寿命”选项,单击【确
定并显示】按钮,如图8.56所示为破裂寿命窗口。
     304选择菜单栏中的【文件(F)】→【退出结果(X)】命令,返回“分析和设计
研究”对话框。
     305在“分析和设计研究”对话框中,选中【分析和设计研究】列表框中的疲劳分析,
单击工具栏上的【查看设计研究或有限元分析结果】按钮334  ,系统弹出“结果窗口定义’’
对话框。
     306单击【量】选项卡,在【分量】下拉列表框中选择“日志破坏”选项,单击【确
定并显示】按钮,如图8.57所示为交变荷作用下的疲劳破坏窗口,最先发生破裂破坏的
地方正好位于孔边。
          
    图8.56破裂寿命   图8.57疲劳破坏
    311选择菜单栏中的【文件(F)】→【退出结果(X)】命令,返回“分析和设计
  研究”对话框。
     312在“分析和设计研究”对话框中,选中【分析和设计研究】列表框中的疲劳分析,
  单击工具栏上的【查看设计研究或有限元分析结果】按钮 332,系统弹出“结果窗口定义”
对话框。

文章分享:


上一篇:proe5.0有限元分析 分析的类型
下一篇:proe5.0有限元分析 动态分析

随机推荐



点击浏览:本站所有CREO书籍的光盘文件及书籍pdf文件
solidworks书籍浏览
(点击图片浏览)


本站提供creo 3.0视频教程在线观看, creo 3.0破解版软件下载及软件配套的creo 3.0书籍视频全套教程  

Creo教程更新