用“有限元法”對設(shè)計產(chǎn)品進行強度計算，并通過計算結(jié)果對設(shè)計產(chǎn)品進行優(yōu)化改進是新產(chǎn)品研發(fā)過程中不可缺少的環(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發(fā)周期及節(jié)約成本方面的作用更為凸顯。“有限元法”的有效性不僅體現(xiàn)在有限元應(yīng)用軟件本身，更體現(xiàn)在對實際模型進行抽象、簡化的過程及結(jié)果中，即分析模型的“邊界條件”。本文對一種支架零件進行強度較核計算，在分析模型中對邊界條件進行“微調(diào)”，最終得出近乎想象的分析結(jié)果，進一步例證和闡述了建立符合實際工況條件的“邊界條件”的重要性。只有保證計算結(jié)果的正確性，才能通過優(yōu)化程序?qū)Ξa(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化，以期得到滿足工程要求的結(jié)果。

一、應(yīng)用背景

建立分析對象的三維模型，如圖1所示。

圖1分析對象的三維模型

    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過程中的沖擊力。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。

    美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC）的軟件是優(yōu)秀的高端MCAD設(shè)計軟件之一，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)計效率和質(zhì)量。其中，CAE專用分析模塊 Pro/MECHANIC實現(xiàn)了與Pro/ENGINEER的完全無縫集成，由于Pro/MECHANIC采用高階次單元（P單元），使分析模型的網(wǎng)格生成變得簡單容易，無需對原模型結(jié)構(gòu)進行大量的簡化處理。Pro/MECHANICA實現(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，因為與后續(xù)產(chǎn)品（模具、刀路軌跡等）完全相關(guān)，即使設(shè)計更改后，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，強度計算在Pro/ENGINEER與Pro/MECHANIC的集成環(huán)境中進行，計算用Pro/MECHANIC解算器。

二、分析模型的建立