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Pro/ENGINEER Mechanica 的三項重要強化功能


從手機、割草機、餅乾罐到汽車座椅,當今的產品在設計及人體工學方面的競爭比以往任何時代都更加激烈。Pro/ENGINEER 等類似軟體可以讓您建立複雜的幾何形狀及大型組件,讓具有高度挑戰性的設計不再只能存在於夢想中。而 5 軸銑削和高速加工等製造技術則讓您可以更輕鬆地製造出成品。

不過,對設計工程師來說,有些事情永遠都不會改變。在曲面、角度和組件日趨複雜化的同時,您仍然必須在預算之內如期完成專案。此外,最根本的設計問題也有待回答 - 產品的功能是否與原設計相符?

儘早並經常評估您的設計效能,往往是關鍵所在。如果您正準備升級至最新版的 Pro/ENGINEER Mechanica,相信它一定不會讓您失望。Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 在操作性方面做了不少改進,包括減少操作所需的滑鼠按鍵次數。但最值得一提的,還是它的三項重要強化功能 - 模擬診斷、組件連接管理,以及對非線性材質的支援。這三項強化功能的重要性絕不是減少滑鼠按鍵次數所能相提並論的,同時也是其他競爭軟體所望塵莫及的。

模擬診斷 - 舉例來說,您想要在 Pro/ENGINEER Mechanica 中測試一個油泵外殼的強度。您將參數設定好,並開始施加壓力但模擬卻在不久之後中止了。您知道一定是哪裡出錯了,例如可能是某個曲面含有重疊的截面、或是某個邊緣的角度小於允許的最小角度,但您不知道問題到底出在哪裡。為了找出原因,您必須檢查日誌檔案,並依據您的發現來找出解決問題的方法。

「診斷似乎總是出現得十分隨興。」PTC 產品管理部主任 John Buchowski 說:「有時可能會突然出現一個對話方塊,告訴你有錯誤發生了,卻不告訴你到底是什麼錯誤。有時甚至連對話方塊都不會出現。這時你只能自行查看日誌檔案、報告檔案,或是你找得到的任何其他資料。」

Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 提供的解決方案是一個用來執行模擬診斷的全新介面。首先會出現一個對話方塊,告訴您到底發生了什麼問題,例如有某個曲面與自身重疊等。接著,此介面會彩現模型,並標示出有問題的點,讓您可以旋轉或放大該模型,以便從不同的角度來觀察它。最後,此對話方塊可能會告訴您應如何修正問題,或是詢問您是否要自動修正問題。

組件連接管理 - 組件的複雜度越高,不同的組件零件之間越有可能出現大量的結構性接觸。零件可因此而區分為:沒有接觸而可以自由移動的零件、偶爾接觸但仍能移動的零件,以及持續接觸而只能固定不動的零件。另外可能還有熱傳接觸存在,也就是熱能是否會在不同零件之間傳導。兩個零件之間沒有熱傳接觸,指的是熱能無法經由它們傳導;兩個零件發生連接接觸,指的是熱能會經由它們傳導;而兩個零件之間有熱阻存在,指的則是部分熱能會經由它們傳導。

在此情況下,設計工程師可以透過 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 選擇結構連接及熱連接的預設設定,以節省時間。舉例來說,一個大型組件中可能會 3 4 百個自由的結構性接觸,而只有 5 10 個相互連接的結構性接觸。這時您可以直接將「自由」設定為預設值,並個別處理其他接觸,而不需要以手動方式分別設定每個接觸。同樣的情況亦適用於熱傳接觸。另一項新增功能則是您可以輕鬆預覽這些接觸會在模型上的哪些位置發生作用。

對非線性材質的支援 - 每天都會有設計師使用橡膠或尼龍等彈性體設計出新的產品。彈性體、橡膠、尼龍和某些塑膠因著它們在承受負載時的反應方式而被稱為非線性材質。這些材質通常能發生極大的變形,並在負載消失之後恢復原來的形狀。以往,想要為使用這些材質的產品 (例如汽車引擎座架) 執行應力分析是十分困難的,並需要在材質測試資料以及特殊的複雜材質模型之間進行精密的比對 - Arruda-Boyce Mooney-Rivlin 2 便是其中的兩個例子。

過去,這類非線性材質分析也需要仰賴設計工程師們不熟悉的專業應用程式才能完成。然而,Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 現在已將非線性材質支援直接內建於 Pro/ENGINEER Advanced Mechanica 分析中。

「這意謂著設計工程師可以建立一份更符合實際情況的設計。」Buchowski 說:「之前,設計師可能只能憑空臆測非線性材質的屬性會如何影響模型的復原力。一名專家將會負責測試非線性效能,再將模型退回以進行修改。現在,設計工程師只需要仰賴 Pro/ENGINEER,就可以完成非線性效能分析。」

用更少的資源完成更多工作 - 「當今的設計工程師所面臨的挑戰和過去並無不同:用更短的時間及更低的成本,完成更多的工作。」Buchowski 說:「在產品及產品設計日趨複雜的同時,對時程的要求也越來越嚴苛。一套汽車傳動系統的零件數目可能是 5 年前的兩倍,但設計工程師卻沒有兩倍的時間及預算可以用來完成設計。設計師唯一能做的就是加快工作速度,因為在接下來的 12 個月內可能還會發生 4 5 次改款。在 5 年前,一年的改款次數可能只有 2 次。」

「因此,PTC 現在也必須一肩扛起尋找重大改良技術的責任,因為新的功能將能明顯改善軟體的執行方式。我們認為,這三個新的強化功能將會辦到這點。我相信這點將會獲得大部分客戶的一致同意。」Buchowski 作出以上結論。



模擬診斷介面能讓設計工程師深入檢視問題區域

連接管理能讓使用者設定結構性接觸和熱傳接觸的預設值






Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 允許設計工程師在 Pro/ENGINEER Advanced Mechanica 應力分析中加入此非線性材質

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