用有限元法對(duì)新品進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和優(yōu)化是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、低成本的有效手段，而有效運(yùn)用這種方法的先決條件是保證計(jì)算結(jié)果的正確性。本文通過(guò)對(duì)一種鈑金零件的強(qiáng)度計(jì)算，著重探討了“有限元”法中“邊界條件”對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，特別是分析對(duì)象在工作環(huán)境中有“位移”的情況。
用“有限元法”對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，并通過(guò)計(jì)算結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)是新產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中不可缺少的環(huán)節(jié)，隨著CAD/CAE/CAM等技術(shù)的普及，這種方法在縮短新品開(kāi)發(fā)周期及節(jié)約成本方面的作用更為凸顯�！坝邢拊ā钡挠行圆粌H體現(xiàn)在有限元應(yīng)用軟件本身，更體現(xiàn)在對(duì)實(shí)際模型進(jìn)行抽象、簡(jiǎn)化的過(guò)程及結(jié)果中，即分析模型的“邊界條件”。本文對(duì)一種支架零件進(jìn)行強(qiáng)度較核計(jì)算，在分析模型中對(duì)邊界條件進(jìn)行“微調(diào)”，最終得出近乎想象的分析結(jié)果，進(jìn)一步例證和闡述了建立符合實(shí)際工況條件的“邊界條件”的重要性。只有保證計(jì)算結(jié)果的正確性，才能通過(guò)優(yōu)化程序?qū)Ξa(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以期得到滿足工程要求的結(jié)果。
一、應(yīng)用背景
建立分析對(duì)象的三維模型，如圖1所示。
圖1分析對(duì)象的三維模型
該零件是沖壓成型的鈑金件，是電冰箱上的支撐架，主要承受重力和搬運(yùn)過(guò)程中的沖擊力。由于零件壁厚均勻，因此零件的分析模型宜采用“殼”單元模型。
美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC）的軟件是優(yōu)秀的高端MCAD設(shè)計(jì)軟件之一，基于特征的全參數(shù)化及全相關(guān)技術(shù)極大地提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。其中，CAE專用分析模塊 Pro/MECHANIC實(shí)現(xiàn)了與Pro/ENGINEER的完全無(wú)縫集成，由于Pro/MECHANIC采用高階次單元（P單元），使分析模型的網(wǎng)格生成變得簡(jiǎn)單容易，無(wú)需對(duì)原模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行大量的簡(jiǎn)化處理。Pro/MECHANICA實(shí)現(xiàn)了與其他PTC產(chǎn)品、數(shù)據(jù)管理工具及其他CAD工具的真正交互性。參數(shù)化優(yōu)化結(jié)合了Pro/ENGINEER的全部功能后，Pro/MECHANICA可以提供真正的參數(shù)化分析，使用相關(guān)仿真特征，因?yàn)榕c后續(xù)產(chǎn)品（模具、刀路軌跡等）完全相關(guān)，即使設(shè)計(jì)更改后，也不需要重新定義分析。
該零件的三維模型是用Pro/ENGINEER 軟件完成的，強(qiáng)度計(jì)算在Pro/ENGINEER與Pro/MECHANIC的集成環(huán)境中進(jìn)行，計(jì)算用Pro/MECHANIC解算器。
二、分析模型的建立
