Цель

После завершения этого упражнения Вы будете способны:

 Создавать проектный параметр

 Создавать и выполнять локальное и глобальное проектное изучение чувствительности

В этом упражнении Вы будете работать со сборкой кривошипно-шатунного механизма. Вы узнаете, как определить модель проекта из модели движения, созданной в главе 3. Модель проекта включает конструктивные параметры и переменные, которые изменят модель. Локальные и Глобальные исследования Чувствительности будут отслеживать кинематические и динамические характеристики модели.

Цель этого упражнения - наблюдение, как силы реакции в этих двух шарнирных соединениях реагируют на изменения формы моделей. В идеале Вы желали бы минимизировать эти силы реакции. Вторая цель состоит в том, чтобы определить, как изменяется полная масса кривошипно-шатунного механизма. Эта величина должна быть минимизирована для оптимальной характеристики двигателя.

1. Убедитесь, что рабочей директорией является slidercrank и откройте файл slidercrank.asm. Regenerate сборку.

2. Перенесите сборку в Pro/MECHANICA Motion. Появляется сообщение, показанное на рисунке 5-12. Так как сборка возвращена в её проектную конфигурацию, сохранённые результаты модели движения стали недействительными. Так как будут произведены новые результаты, нажмите кнопку .

Сборка выглядит как показано на рисунке 5-13.

1. Выберите Model, Dsgn Controls, Design Params. Появляется диалоговое окно Design Parameters, показанное на рисунке 5-14.

2. Нажмите кнопку . Появляется форма Design Parameter Definition, показанная на рисунке 5–15. Форма позволяет Вам выбрать размер и определить минимальную и максимальную величину. Система будет изменять проектный параметр в пределах этого интервала в течение изучения проекта.

3. Одобрите заданное по умолчанию значение Type of Dimension и нажмите кнопку . Модель кривошипно-шатунного механизма приходит в движение и появляется меню GET SELECT.

4. Для выбора размера сначала выделите crank.prt, чтобы отобразить его размеры.

5. Затем выберите размер 0.5, показанный на рисунке 5–16.

6. Назовите проектный параметр [crank_width]. При наименовании проектного параметра, символьное значение размера Pro/ENGINEER также изменяется. Рекомендуется проектным параметрам всегда присваивать логические названия.

7. В качестве минимального значения введите [0.1] и в качестве максимального значения введите [1], как показано на рисунке 5–17.

8. Нажмите кнопку .

9. Повторите шаги с 1 по 8 для создания проектного параметра, контролирующего ширину шатуна. Выберите размер, показанный на рисунке 5-18. Присвойте параметру название rod_width и используйте те же минимальные и максимальные значения, показанные на рисунке 5–17.

1. Нажмите кнопку .

2. В окне Design Parameter Definition нажмите кнопку .

3. Этот параметр будет контролировать высоту поршня. Выберите slider.prt для отображения размеров и потом выберите размер 2.00, как показано на рисунке 5–19.

4. Назовите проектный параметр [slider_depth].

5. Введите минимальное и максимальное значения, [2] и [3] соответственно.

6. Нажмите кнопку .

7. Повторите шаги с 1 по 6 для создания проектного параметра, контролирующего толщину стенки поршня. Выберите размер, показанный на рисунке 5–19 и назовите параметр [slider_thick]. Определите минимальное и максимальное значения, [0.1] и [1.0] соответственно.

Рекомендуются анимировать параметры сквозь амплитуду величин, которые используются в изучениях оптимизации и чувствительности. Это протестирует надлежащую функциональность проектных параметров. Если параметр проекта вызывает отказ регенерации в течение изучения проекта, изучение потерпит неудачу.

1. Выберите Shape Animate из меню DSGN CONTROLS. Открывается диалоговое Shape Animate, показанное на рисунке 5-21.

2. Поставьте галочки во всех четырёх окошках и одобрите настройки по умолчанию для каждого параметра. Эти значения определяют начальное и конечное значения проектного параметра. Number of Intervals определяет, как много шагов анимации будет выполнено.

3. Введите [5] в поле Number of Intervals. Это анимирует каждый параметр проекта от начальной до конечной величин в пяти четных интервалах.

4. Нажмите кнопку . Модель регенерирована, как показано на рисунке 5–22.

5. Каждый раз, когда конструктивные параметры увеличены, система просит Вас регенерировать к следующему шагу в анимации, пока не будет достигнут конец анимации. Введите [y] для перехода к следующему шагу. Модель будет анимироваться до своего окончательного состояния, показанного на рисунке 5–23.

6. На последнем шагу анимации система выдаст запрос, показанный на рисунке 5–24. Нажмите кнопку для возврата модели в её оригинальное состояние.

Вы будете измерять эффекты от изменения формы на максимум силы реакции на двух шарнирных соединениях, pin_2 и pin_3.

1. Выберите Measures из меню MOTN MODEL. Затем выберите Create, Connection.

2. Выберите шарнирное соединение pin_2, как показано на рисунке 5–25.

Рисунок 5-25

3. Дайте критерию название [reaxn_pin_2]. Открывается форма Create Reaction Measure, показанная на рисунке 5-26.

4. Одобрите значение Components по умолчанию - Fmag.

5. Выберите Maximum из раскрывающегося меню Evaluation Method.

6. Открывается форма, показанная на рисунке 5–27. Нажмите кнопку .

7. Повторите шаги с 2 по 4 для создания второго критерия максимальной величины силы реакции для pin_3, названного [reaxn_pin_3].

1. Выберите Measure, Create, System. Открывается форма Create System Measure, показанная на рисунке 5-28.

2. Дайте критерию название [total_mass].

3. Включите Total Mass и нажмите кнопку .

1. Выберите Init Conds из меню MOTN MODEL. Затем выберите Edit, Joint Axis, .

2. Выберите выделенные оси подшипникового соединения.

3. Включите опцию Required для установки Initial Position на [0.09] и Initial Velocity на [0].

4. Нажмите кнопку , затем Done/Return, Done/Return.

1. Выберите Design Study. Появляется форма Design Study Definition.

2. Назовите изучение [LS_Slider].

3. Выберите Local Sensitivity из раскрывающегося меню Type. Форма выглядит как показано на рисунке 5-29.

4. Выберите Slider_Force из списка Analyses. Локальное изучение чувствительности выполнит этот анализ, чтобы вычислить реакцию модели.

5. Выберите галочками все четыре окошка Parameter. Это включит все четыре конструктивные параметра в изучение чувствительности.

6. Чтобы решить, увеличить ли или уменьшить конструктивные параметры, держите их в их текущих величинах.

7. Нажмите кнопку .

8. Нажмите кнопку для закрытия диалогового окна Design Studies.

1. Выберите Run.

2. Выберите из списка LS_Slider и нажмите кнопку . Система регенерирует модель несколько раз и затем выполняет полный цикл анализа движения Slider_Force. После завершения изучения появляется окно Local Sensitivity Design Study Results, показанное на рисунке 5–30.

Результаты, показанные по завершению локального анализа чувствительности, показывают величины чувствительности для каждого из критериев в модели движения. Форма выделяет параметр и соответствующую величину чувствительности, которые вызвали наибольшие изменения в каждом критерии.

Мы заинтересованы в критериях силы реакции и полной массы. Смотря на форму Вы можете видеть, что параметр проекта slider_thick имел наибольшее влияние на эти критерии.

Заметьте, что результаты, полученные для Вашего анализа, не могут точно совпадать с показанными здесь. Вы должны быть более заинтересованы относительными величинами локальных результатов чувствительности для каждого параметра проекта, а не в фактическом значении.

1. Включите радио кнопку рядом с reaxn_pin_2 и нажмите кнопку . Появляется окно Measure Sensitivity для reaxn_pin_2, похожее на показанное на рисунке 5–31.

Параметр crank_width оказывает значительное влияние на изменение величины силы реакции на pin_2. Параметры rod_width и slider_thick также создают значительное изменение в критерии.

Цель локального изучения чувствительности в определении того, какие параметры могут быть забракованы перед началом глобального изучения чувствительности. Базируясь на этой информации, конструктивные параметры crank_width, rod_width и slider_thick должны использоваться в глобальном анализе чувствительности. Посмотрим на другой критерий, чтобы оценить вклад slider_depth.

2. Нажмите кнопку .

3. Отобразите результаты для критериев total_mass и reaxn_pin_3. Результаты показаны на рисунках 5–32 и 5–33, соответственно.

По этим результатам можно определить, что параметр slider_depth оказывает незначительный эффект на три критерия, в которых мы заинтересованы. Параметр slider_depth не будут перенесён в глобальное изучение чувствительности.

Значения перечисленных критериев чувствительности представляют наклон глобальной диаграммы чувствительности при текущих величинах параметра в модели. По этим результатам Вы можете видеть, что понижение силы реакции и уменьшении массы модели находится в противоречии с целью проекта. Глобальные изучения чувствительности подтвердят это.

4. Закройте окно результатов и вернитесь в меню MEC MOTION.

1. Выберите Design Study, .

2. Назовите изучение [GS_Slider_Cran].

3. Выберите Global Sensitivity из раскрывающегося меню Type. Форма выглядит как показано на рисунке 5-34.

4. Выберите анализ Slider_Force из списка Analyses.

5. Включите радио кнопку crank_width в колонке Parameter.

6. Нажмите кнопку .

В глобальное изучение чувствительности может быть изучен только один параметр. Поэтому Вы должны создать отдельные изучения, чтобы наблюдать эффекты от конструктивных параметров rod_width и slider_thick.

7. В окне Design Studies выделите GS_Slider_Crank и нажмите кнопку .

8. Назовите новое изучение проекта [GS_Slider_Rod] и нажмите кнопку .

9. Выделите изучение GS_Slider_Rod и нажмите кнопку .

10. Включите радио кнопку rod_thick и нажмите кнопку .

11. Повторите шаги с 7 по 10 для создания третьего глобального изучения чувствительности с названием [GS_Slider_Thick], который изменяет проектный параметр slider_thick.

12. Окно Design Study выглядит как показано на рисунке 5-35. Нажмите кнопку .

1. Выберите Run.

2. Выберите из списка GS_Slider_Crank и нажмите кнопку . Модель регенерируется по 10 инкрементам параметра crank_width. После завершения появляется диалоговое окно Global Sensitivity Design Study Results, показанное на рисунке 5–36.

3. Окно результатов может или отобразить диаграмму критериев модели относительно всех величин проектного параметра, или точной величины критерия в специфическом интервале параметра. Выберите галочкой reaxn_pin_2 и reaxn_pin_3, нажмите кнопку . Диаграмма выглядит как показано на рисунке 5-37.

4. Результаты подтверждают локальное изучение чувствительности. Меньшая величина crank_length создаст более низкие силы в шарнирных соединениях кривошипно-шатунного механизма. Выберите Done/Return для закрытия диаграммы.

1. Выполните GS_Slider_Rod и GS_Slider_Thick. Для каждого изучения создайте диаграммы критериев силы реакции относительно проектного параметра. Результаты для изучения GS_Slider_Rod показаны на рисунке 5–38 (сила реакции) и рисунке 5–39 (stroke_length).

Рисунок 5-38

Рисунок 5-39

2. Сохраните модель движения и оставьте её в Pro/ENGINEER, так как она будет использоваться в следующем упражнении.