《Pro ENGINEER企業(yè)實施與應用》第5章：行為建模ppt課件

1、第5章 行 為 建 模在按照概念設計中的外形創(chuàng)建好零件的三維模型后，擺在設計人員面前的問題是：此零件目前的技術性能是怎樣的(如分量、體積、外表曲率等)？哪些尺寸影響這些技術性能？這些尺寸對某項技術性能的影響程度如何？目前的形狀能否能到達技術要求？怎樣進展優(yōu)化設計？等等。Pro/ENGINEER的行為建模功能(behavioral modeling extension)就是用來處理這些問題的，此功能可以按需求的處理方案來修正模型的設計。它采用信息搜集和迭代求解的智能化方法，使設計人員可以從容面對不斷變化的設計要求，從而可提供高效的、完善的設計。5.1 行為建模概述5.1.1 行為建模的功能運用“

2、行為建模工具可以完成以下任務。創(chuàng)建基于模型丈量和分析的特征參數(shù)。創(chuàng)建基于模型丈量和分析的幾何圖元。創(chuàng)建符合特殊要求的丈量的新類型。分析變量尺寸和參數(shù)改動時丈量參數(shù)的行為。自動查找滿足所需的模型行為的尺寸和參數(shù)值。分析指定設計空間內丈量參數(shù)的行為。5.1.1 行為建模的功能行為建模的根本構成如下。域點。分析特征。繼續(xù)分析顯示。用戶定義分析。敏感度、可行性和優(yōu)化研討。優(yōu)化特征。多目的設計研討。外部分析。運動分析。5.1.2 行為建模的普經(jīng)過程行為建模的普經(jīng)過程如圖5-1所示，包括以下幾個步驟。(1)建模。 (2)參數(shù)。 (3)進展敏感度分析。 (4)進展可行性/優(yōu)化分析和多目的設計研討。 (5)判

3、別參數(shù)。 5.2 分 析 特 征5.2.1 分析特征概述分析特征是Pro/ENGINEER中的一種基準特征，其建立的目的在于設計優(yōu)化或參數(shù)分析。分析特征可作為可行性/優(yōu)化設計和多目的設計研討的設計目的。運用分析特征可以分析模型的物理特性、曲面特性、自定義特性以及Pro/MECHANICA特征等。利用菜單中的“丈量、“模型、“幾何、“機械分析、“Excel分析、“用戶自定義分析命令可創(chuàng)建各種類型的分析特征，如圖5-2所示。5.2.2 丈量分析特征在“分析“丈量子菜單中可進展的分析有：“間隔、“長度、“角、“區(qū)域、“直徑等。下面以創(chuàng)建間隔分析特征為例，學習此種類型分析特征的創(chuàng)建方法。步驟1：預備模

4、型步驟2：創(chuàng)建分析特征丈量分析特征的參數(shù)名見表5-1。測量項目缺省參數(shù)名作 用距離DISTANCE測量兩圖元或特征的距離長度LENGTH測量所選邊或曲線的長度角ANGLE測量兩個圖元或特征之間的角度區(qū)域AREA測量選定表面的面積或整個零件的表面積等直徑DIAMETER測量曲線或曲面的直徑5.2.3 模型分析特征在“分析“模型子菜單中可進展的分析有：“質量屬性、“剖截面質量屬性、“單側體積、“配合間隙等。下面以創(chuàng)建質量屬性分析特征為例，學習此種類型分析特征的創(chuàng)建方法。步驟1：預備模型步驟2：創(chuàng)建分析特征5.2.4 幾何分析特征在“分析“幾何子菜單中可進展的分析有：“點、“半徑、“曲率、“著色曲率

5、、“拔模檢測、“斜率等，其中又分為“曲線分析和“曲面分析。下面以創(chuàng)建曲率和著色曲率分析特征為例，學習這兩種類型分析特征的創(chuàng)建方法。步驟1：預備模型步驟2：創(chuàng)建分析特征5.2.5 其他分析特征5.3 敏感度分析敏感度分析可以用來分析模型尺寸或獨立模型參數(shù)在指定范圍內改動時，多種丈量數(shù)量(參數(shù))的變化方式。結果每一個選定的參數(shù)得到一個圖形，把參數(shù)值顯示為尺寸函數(shù)。 下面將舉例闡明敏感度分析的創(chuàng)建方法。步驟1：預備模型步驟2：創(chuàng)建分析特征步驟3：創(chuàng)建敏感度分析5.4 可行性研討可行性研討是在用戶給出設計約束和設計變量后，系統(tǒng)將迭代求解，直到得到一個符合設計要求的解。下面將舉例闡明可行性分析的操作方法

6、，本例中要求模型的質量為定值1kg。步驟1：預備模型步驟2：創(chuàng)建分析特征步驟3：進展可行性分析5.5 優(yōu) 化 設 計優(yōu)化設計除了能指定可行性研討的參數(shù)，還可以指定目的函數(shù)。與可行性研討不同，在可行性研討中能夠有一組數(shù)據(jù)組為可行解，可行性研討只需找到一個數(shù)據(jù)組就停頓迭代，而優(yōu)化設計是在可行范圍內繼續(xù)尋覓滿足目的函數(shù)的最優(yōu)解，其目的是將特定的分析特征參數(shù)最小化和最大化。在優(yōu)化設計中假設有可行解，那么目的只存在一個優(yōu)化處理方案，模型可以得到優(yōu)化并按新的配置改動。下面將舉例闡明可行性分析的操作方法，假設本例中此模型用作容器，要求質量為1kg，并盡量使外表積最大以滿足散熱要求。步驟1：預備模型步驟2：創(chuàng)

7、建分析特征步驟3：進展優(yōu)化設計5.6 多目的設計研討“多目的設計研討是一種用來尋覓滿足多個設計目的時最優(yōu)值的優(yōu)化處理方案。例如，可以研討零件的能夠外形來將零件的質量和重心位置堅持在所需的范圍內。多目的設計研討具有以下優(yōu)點。協(xié)助尋覓最適宜搜索優(yōu)化處理方案的設計變量的優(yōu)化范圍。 尋覓實踐上能夠是相矛盾的多設計目的的處理方案。 假設存在多個優(yōu)化處理方案，那么研討會提供出結果以便選擇首選處理方案?？梢哉归_取樣設計目的的范圍，或者運用不同方法分析實驗中得到的數(shù)據(jù)來減少該范圍。5.6.1 與多目的設計研討相關的術語實驗：一個取樣事件，其目的是要到達設計變量特殊組合的設計目的。主表：設計變量(尺寸)指定范圍

8、內所引導的一切實驗記錄所在的表。衍生表：為了選取能滿足一定條件的實驗，用特殊方法(“約束或 Pareto)從父表中衍生出的表。 約束方法：經(jīng)過指定每一個選定設計目的的最小值或最大值而創(chuàng)建衍生表的方法。系統(tǒng)檢查父表來查找滿足條件的實驗。Pareto方法：經(jīng)過選取要優(yōu)化(最小化或最大化)的設計目的來創(chuàng)建衍生表的方法。系統(tǒng)檢查父表來查找其結果在優(yōu)化范圍內的實驗。 5.6.2 多目的設計研討實例下面將舉例闡明多目的設計研討的操作方法。本例中的模型豎立放置，要求重心盡能夠低，對分量也有要求，限制在11.5kg，厚度限制在46mm之間，高度150mm不能改動。步驟1：預備模型步驟2：創(chuàng)建分析特征步驟3：進

9、展多目的設計研討5.7 行為建模實例一背景：某家企業(yè)開發(fā)的小型工程機械運用內燃機作為動力以便在沒有電源的環(huán)境下任務，為了使構造緊湊、外形美觀，油箱的外形如圖5-26所示。油箱用半透明塑料制成，為了直觀地察看油箱內所剩燃料的多少，需求在油箱外表上標明刻度。5.7 行為建模實例一詳細操作步驟如下。第一階段：創(chuàng)建用來表示油面的基準平面步驟1：預備模型步驟2：創(chuàng)建基準平面第二階段：創(chuàng)建抽殼前的單側體積分析步驟1：調整基準平面和插入點的特征順序步驟2：創(chuàng)建單側體積分析第三階段：創(chuàng)建抽殼后的單側體積分析步驟1：調整插入點的特征順序步驟2：再次創(chuàng)建一個單側體積分析第四階段：創(chuàng)建敏感度分析第五階段：創(chuàng)建結果數(shù)

10、據(jù)步驟1：導出數(shù)據(jù)步驟2：創(chuàng)建結果數(shù)據(jù)的Excel報告5.8 行為建模實例二背景：兩沖程發(fā)動機的曲軸簡化圖形如圖5-45所示，為了使轉動時盡能夠平穩(wěn)，應盡量保證曲軸的重心點在旋轉中心線上。雖然曲柄上的連桿軸線的位置不允許改動，但是曲柄的外形尺寸可以改動。為了滿足設計要求并最大限制減少資料運用以節(jié)省本錢，需求對曲柄的外形參數(shù)進展優(yōu)化設計。5.8 行為建模實例二詳細操作步驟如下。第一階段：創(chuàng)建分析特征步驟1：預備模型步驟2：創(chuàng)建質量分析特征步驟3：創(chuàng)建間隔分析特征第二階段：敏感度分析步驟1：分析寬度尺寸100的敏感度步驟2：分析高度尺寸55的敏感度步驟3：分析半徑尺寸150的敏感度第三階段：可行性分析第四階段：優(yōu)化設計5.9 行為建模實例三背景：某種設備為實現(xiàn)往復運動運用了曲柄滑塊機構，曲柄順時針旋轉，如圖5-57所示。要求設計曲柄的長度，使滑塊的行程控制