【正文】 圖 建模零件設(shè)置 圖 陣列操作示意圖 第五步：根據(jù)面輥尺寸上的具體要求再進(jìn)行簡單的拉伸操作，即可得到實體。如下圖 所示。 16 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 圖 寬面條面輥 上面介紹了寬面條面輥的三維設(shè)計，下面就簡單介紹對面輥進(jìn)行驅(qū)動的手動搖桿的分析。 分析其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其設(shè)計步驟如下。 第一步：打開 Pro/E 軟件，先設(shè)置工作目錄。 第二步：點擊菜單 文件夾中的新建進(jìn)行實體建模設(shè)置，因為實體所以選擇零件單元，再 點擊確定。 第三步：進(jìn)行掃描操作，點擊插入中的掃描，出現(xiàn)選擇窗口（如圖 ），選擇平面來草 繪軌跡，草繪軌跡如圖 。再選擇截面操作，如圖 。點擊確定，即可完成拉伸訓(xùn)練。 圖 掃描界面 第四步：對手搖處進(jìn)行操作，拉伸，指定一個平面進(jìn)行拉伸再陣列。 第五步：再在其表面進(jìn)行倒圓角操作，使表面光滑，實用。再進(jìn)行優(yōu)化，具體操作過程 見圖 所示的模型樹，可以直觀看出搖桿的創(chuàng)建過程。最后就可以得出搖桿的三維圖。 17 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 圖 草圖軌跡 圖 截面 18 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 圖 模型樹 圖 搖桿 同理，都是利用 Pro/E 軟件繪制了家用面條機的主要零件的三維視圖，下面就簡單列出 其他重要零件的三維圖。 19 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 圖 面皮傳動齒輪 圖 支撐板 20 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 圖 底座 圖 夾 具體 如圖 所示即為面皮傳動齒輪，用于連接主動面輥和從動面輥。圖 所示的是支撐 板，即左右兩端放置面輥的機構(gòu)，是面條機里面的重要基礎(chǔ)機構(gòu)。其內(nèi)部孔徑的大小以及孔 與孔之間的距離都是根據(jù) 6 對面輥來設(shè)計的。圖 所示為底板，顧名思義就是放在桌子上 用來穩(wěn)定面條機的。圖 為夾具體，將圖 的夾子塞入其孔內(nèi)，然后將其往上旋轉(zhuǎn)，當(dāng) 夾子上端連接工作臺面時即可完成固定面條機的任務(wù)。 21 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 面條機裝配圖 圖 夾子 通過以后操作，繪制三維視圖，并把其進(jìn)行組裝從而得到機體的傳動裝配圖，即由面輥 、 齒輪、偏心軸、換檔機構(gòu)、緊固機構(gòu)和支撐板等組成機體傳動裝配圖（圖 ）。 圖 機體傳動裝配圖 22 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 面條機總裝圖 再由分面片、驅(qū)動手柄、夾具、側(cè)封蓋 ）。 、面輥蓋、進(jìn)料板和底板等組成面條機總裝圖（圖 圖 面條機總裝圖 面條機三維爆炸圖 將家用面條機的總裝圖進(jìn)行爆炸分解，得到下圖所示的三維 爆炸分解圖。如圖將總裝圖 進(jìn)行爆炸分析，點擊插入中的視圖管理器，如下圖 ，右擊操作，將其爆炸分離。 圖 視圖管理器 23 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 再進(jìn)行位置的編輯，把各零件分隔開來，可以直觀其爆炸分解，如下圖 所示。 圖 爆炸分解圖 本章小結(jié) 本章主要進(jìn)行了面條機三維圖的創(chuàng)建，從基礎(chǔ)零件開始一步一步，再進(jìn)行組裝，然后對 總裝圖進(jìn)行爆炸分解，上面只是簡單地介紹這個過程，但在真正 Pro/E 的建模過程中還有不 少的問題，就是操作實 例的解析，該怎么操作?？傮w而言，面條機的大體三維機構(gòu)已經(jīng)建成 ， 后期對其結(jié)構(gòu)再進(jìn)行優(yōu)化就可以達(dá)到預(yù)期效果。 24 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第四章 基于有限元的關(guān)鍵零件應(yīng)力分析 有限元概述 有限元的概念早在幾個世紀(jì)前就已產(chǎn)生并得到了應(yīng)用，例如用多邊形（有限個直線單元 ） 逼近圓來求得圓的周長，但作為一種方法而被提出，則是最近的事。有限元法最初被稱為矩 陣近似方法，應(yīng)用于航空器的結(jié)構(gòu)強度計算，并由于其方便性、實用性和有效性而引起從事 力學(xué)研究的科學(xué)家的濃厚興趣。經(jīng)過短短數(shù) 十年的努力，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展和普及 ， 有限元方法迅速從結(jié)構(gòu)工程強度分析計算擴展到幾乎所有的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，成為一種豐富多 彩、應(yīng)用廣泛并且實用高效的數(shù)值分析方法。 有限元法可以稱為有限單元法或有限元素法，其基本思想是將物體（即連續(xù)求解域）離 散成有限個且按一定方式相互連接在一起的單元組合，來模擬和逼近原來的物體，從而將一 個連續(xù)的無限自由度問題簡化為離散的有限自由度問題求解的數(shù)值分析法。將有限元分析法 應(yīng)用到工程技術(shù)中，可成為工程設(shè)計和分析的可靠工具，將它應(yīng)用到科學(xué)研究中，可成為探 究物質(zhì)客觀規(guī)律 的重要手段。嚴(yán)格來說，有限元分析必須包含三個方面 ：（ 1）有限元方法的 基本數(shù)學(xué)力學(xué)原理；（ 2）基于原理形成的實用軟件；（ 3）使用時的計算機硬件。有限元法的 具體應(yīng)用范圍主要在如下方面。 1. 線性靜力分析 這是最簡單的也是最基本的也是應(yīng)用最廣的一類分析。主要計算結(jié)構(gòu)在靜力作用下的應(yīng) 力和變形，從而進(jìn)行產(chǎn)品的強度和剛度校核。 2. 動態(tài)分析 計算結(jié)構(gòu)的固有特性（模態(tài)頻率和模型振動），以及在動載荷激勵作用下的結(jié)構(gòu)的各種響 應(yīng)（位移響應(yīng)、速度響應(yīng)、加速度響應(yīng)）和動應(yīng)力、動應(yīng)變等。 3. 熱分析 25 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 計算在熱環(huán)境下，結(jié)構(gòu)或區(qū)域內(nèi)部的溫度分布和熱流，以及和熱引起的熱應(yīng)變和熱變形。 4. 流場分析 計算流體（液體或氣體）場的速度、壓力分布。有限元法可計算穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的流場參數(shù)。 5. 電磁場計算 計算電磁場的電磁參數(shù)，包括磁場密度、電位分布以及結(jié)構(gòu)的吸力特性等。 6. 非線性分析 對結(jié)構(gòu)中的一些非線性現(xiàn)象進(jìn)行分析，包括材料和幾何非線性、接觸非線性等。 7. 過程仿真 有限元法可對一些物理過程進(jìn)行仿真，如沖壓成型、金屬切削、注塑成型、碰撞過程等 ， 以計算一些復(fù)雜的過程參數(shù)。 有限元法的優(yōu)越性：由于有限元法處理問題的特點，使其具有獨特的優(yōu)越性。主要表現(xiàn) 在以下幾個方面。 1. 能夠分析形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 2. 能夠處理復(fù)雜的邊界結(jié)構(gòu)。 3. 能夠保證規(guī)定的工程精度。 4. 能夠處理不同類型的材料。 目前最流行的有限元分析軟件主要有： ANSYS、 ADINA、 ABAQUS 和 MSC 四個比較知 名比較大的公司。我們初級使用者著重學(xué)習(xí) ANSYS 和 ABAQUS 這兩大軟件。這兩種簡單易 懂，符合大學(xué)生的基本需求。 ANSYS 軟件介紹 ANSYS 軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電 場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件 。 由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國 ANSYS 開發(fā)。 它能與多數(shù) CAD 軟件接口 ， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如 Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－ DEAS, AutoCAD 等，是現(xiàn)代 產(chǎn)品設(shè)計中的高級 CAE 工具之一 。 ANSYS 軟件主要包括三個部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。 前處理模塊：前處理模塊提供了一個強大的實體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地 構(gòu)造有限元模型。 26 [18] 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 分析計算模塊：包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體 動力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理 介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力 。 后處理模塊：可將計算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、 立體切片顯示、透明及半透明顯示（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來，也可將計算結(jié) 果以圖表、曲線形式顯示或輸出。 ANSYS 解題步驟： ：建立幾何模型 ：形成有限元模型 ：重力，位移約束，載荷約束 ：指定求解的類型及選用的求解模式 ：查看結(jié)果 寬面條主動面輥的應(yīng)力分析 制定分析方案。分析類型為線彈性材料，結(jié)構(gòu)靜力分析， 3D 實體靜力分析問題，選用十 節(jié)點四面體結(jié)構(gòu)實體單元 Tet 10node92 單元（ Solid92），不需要設(shè)置實常數(shù) 。 1. ANSYS 分析開始準(zhǔn)備工作 （ 1）清 空 數(shù) 據(jù) 庫 并 開 始 一 個 新 的 分 析 ： 打 開 ANSYS 軟 件 ， 選 取 Utility MenuFileClearamp。Start New，彈出 clears and datebase and start New 對話框，單擊 OK 按鈕 ， 彈出 Verify 對話框，單擊 OK 按鈕完成清空數(shù)據(jù)庫。 （ 2）指定新的工作文件名：選取 Utillty Menu File Change Jobname ，彈出 Change Jobname 對話框，在 Enter New Jobname 項中輸入工作文本名，本次操作可將工作文件名記 為“ miangun3”，單擊 OK 按鈕完成工件文本名的定義。 （ 3）指定新的分析標(biāo)題： 選取 Utility MenuFile Change Title ，彈出 Change Title 對話 框，在 Enter New Title 項輸入標(biāo)題名，本操作標(biāo)題名為“ 3D problem”，然后點擊 OK 按鈕完 成分析標(biāo)題的定義。 （ 4）重新刷新圖形窗口：選取 Utility MenuPlotReport，定義的信息顯示在圖形窗口中。 27 [20] [18] （ 5）定義結(jié)構(gòu)分析： 運行主菜單 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 Main MenuPreferences，出 現(xiàn)偏好設(shè)置對話框，賦值 分析模塊為 Structure 結(jié)構(gòu)分析，單擊 OK 按鈕完成分析類型的定義。 2. 把圖形導(dǎo)入 ANSYS 中 選擇 NO defeaturing ，輸入 文件。選取 Utility MenuFileImportIGES， 彈出 Imput IGES File 對話框，單擊 OK 按鈕，彈出 Imput IGES File 對話框，如圖 所示 ， 在電腦的桌面文件夾上選擇文件 ，單擊 OK 按鈕調(diào)入此面輥模型。 3. 定義單元 圖 輸入 3D 模型 運行主菜單 Main MenuPreprocessor Element Type Add/Edit/Delete 命令，彈出 Element Type 對話框，單擊 Add 按鈕新建單元類型，彈出 Library of Element Types 對話框，先選擇單 元類型的 solid，接著選擇 Tet 10node92，單擊 OK 按鈕，完成單元類型選擇，單擊 Close 按 鈕完成設(shè)置，如圖 所示。 28 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 3. 定義材料屬性 圖 定義單元類型 運行主菜單 Main MenuPreprocessor PreprocessorMaterial PropsMaterial Medels 命令 ， 系統(tǒng)顯示材料屬性設(shè)置對話框，在材料屬性對話框中依次選擇 Structure、 Linear、 Elastic、 Isotropic，如圖 所示。 圖 進(jìn)入材料屬性設(shè)置 完成選擇后，彈出材料屬性對話框，分別輸入彈性模量 2e11，泊松比 ，如圖 所示 ， 單擊 OK 按鈕完成材料屬性輸入并返回圖 中。 29 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 圖 定義材料屬性 完成材料屬性設(shè)置后，關(guān)閉對話框離開材料屬性設(shè)置。 5 劃分網(wǎng)格 運行主菜單 Main MenuPreprocessor Meshing Mesh Tool （網(wǎng)格劃分工具）命令，出現(xiàn) Mesh Tool 菜單，選擇