机械专业外文翻译--学习运用ProENGINEER几何模型建立有限元模型的过程

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1、 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 部： 机械工程系 专 业： 机械工程 及 自动化 姓 名： 学 号： 外文出处： Kistler B L, Technical ReportR. SAND-97-8239,1997. 附 件： 1.外文资料翻译译文； 2.外文原文。 指 导教师评语： 外文资料内容与课题相关，译文能正确地表达原文的意文，语言表述基本符合汉语的习惯，语句较通顺，层次清晰。 签名： 年 月 日 注： 请将该封面与附件装订成册。 (用外文写 ) 附件 1：外文资料翻译译文 学习 运 用 Pro / ENGINEER 几何模型 建立 有限元模型 的 过程 摘 要 建立 Pro/E

2、NGINEER 允许结构一体化 模型的方法 和 生成 热网格和无需重新几何图形计算的分析软件。 本学习 的目的不是要深入 学习 Pro/ENGINEER 的 力学 或者 生成 网格或者分析软件，而是首次尝试对 将产生有益的分析模型的时间比分析师需要创建一个单独的模型的时间更短的桑迪亚职员提供建议。 该研究评价了 运 用Pro/ENGINEER 建立各种各样的几何形状和对设计师 、 绘图员 、 分析师提供一般建议。 致 谢 绘图员 Mark Mickelsen 和 Dennis Fritts 直接支持这项研究； 设计师 Dave Neustel 以及 有限元分析 师 Hal Radloff Mi

3、ke kanouff 和 Bruce Kistler。 此外，Arlo Ames 的见解和 运 用 Pro/ENGINEER 的 能力 是非常宝贵的 。 引 言 有限元分析系统的执行过程或者 组成 部 分 一般分为四个步骤： 1)定义 几何形状 ， 2)创建 几何 形状 网格， 3)应用网格的性能和边界及 载荷 条件，和 4)执行有限元计算，和 5) 检验分析结果。本研究检验前两步骤之间的关系，本研究的原因是电子设计（几何图形） 定义 的能力在过去十年取得了巨大的增长，像用 Pro / ENGINEER这种电脑软件一样 ， 1 现在能够经常定义实体几何。 这些电子数据库不但可以 创建传统的 制

4、造目的 蓝图，而且还可以对计算机制造工艺和有限元分析传输电子信息。可能的话 ，这种电子信息的传输可以节省分析师在 1 和 2 两个步骤的大量时间。 此外，在过去十年中 生成 网格代码也有着显著的改善。许多不同的代码，现在有着在一般表面上自动生成壳网的能力。有些人具有（或接近了）将一般网格状实体要么自动生成四面体或六面体 单元 的能力。 由于事情正在发生如此之快的变化以至于分析师和 绘图员 在如何最好地运用这些新工具上可能没有经验。这项研究以了解一些用当今的电子工具提高创建有限元模型过程和使用电子设计定义作为输入的分 析机制。自桑迪亚已选择的Pro/ENGINEER 作为其设计标准来定义计算机程

5、序， 审 查 Pro/ENGINEER 某些细节。 为了了解详情和本研究不同阶段的重大意义，我们相信，读者需要对几个领域有一个基本的了解。这些领域包括简短的有限元 分析 过程背景， 生成 网格能力（ 包括目前的问题领域 ）的目前状况，不同 Pro/ENGINEER 功能的说明和它们如何运用于有限元分析过程中，和了解这些技术变革可能怎样影响 绘图员 ，分析师，以及制造商在设计工作之间的相互关系，鼓舞读者去深入学习这些章节的介绍。目的是为了了解主要研究这样做的意义 。 背 景 在过去 对 系统或组件 进行 有限元分析 是有难度的，需要给出一个关于结构或热方面效应的正确估算或者预测，为了进行分析，

6、分析师 需要画出或者以电子文档的形式建立几何模型，并提供相关的材料属性和负载条件。 分析师 利用这些信息，并对问题进行必要的假设后建立一个有限元模型。这个模型能够在一定的时间内得出一个近似的求解。因此，分析求解时间的长短是第三个需要考虑的因素。 通常，几何 图形 信息 是以图纸的形式提供给分析师的。 分析师需要 根据经验对一些 细节（如螺栓孔，切 断槽 等） 进行取舍，以便保证分析结果的近似准确度。然后，分析师 将初始的几何图形以相对简单的形式重建。对几何图形的重建和在此基础上建立有限元模型的过程将耗费分析师 80%的时间和精力。 随着实体模型设计软件，如 Pro/ENGINEER，和更加强大

7、的计算机编码以及用于分析计算用的计算机的推广，我们可以更加方便地对电子实体模型直接进行分析求解。由于结构上的细节（如螺栓孔， 切 断槽等）对计算结果没什么影响，设计师仍然愿意舍弃它们，尽管在建立 Pro/ENGINEER 模型可以将它们考虑进去。 也有些情况下，对于分析师使用实体几何图形来建模它可能会无效的一些理由。这有两个例子， 1）薄 结 构，它可以准确地分析，使用三维壳 单元 比当用实体单元 时更能降低计算成本和模型尺寸大小，和 2） 轴对称结构，可充分分析利用二维轴对称模型代表 横 截面。 在这两种情况下或者重新创建几何 模型 或者使用 Pro / ENGINEER 的 实体 模型 ，分析师 一定必须 提前知道分析什么样的类型。这就依赖于当前的 生成 网格和分析技术了。 例如 ，目前的 生成 网格技术只允许接受使用四面体 单元 （四环素）的一般实