SW 模型測量與分析

第8章模型測量與分析學(xué)習(xí)目標(biāo)產(chǎn)品的設(shè)計建模過程中往往涉及到模型的測量與分析。通過本章學(xué)習(xí)SolidWorks中的測量與分析，包括測量距離、角度、曲線長度、面積、模型的質(zhì)量特性分析以及測量曲線長度的實例，全面掌握草圖與模型測量的相關(guān)知識。知識要點草圖測量質(zhì)量屬性與剖面屬性模型測量實體分析與檢查8.1測量SolidWorks測量命令可以測量草圖中圖元的尺寸值，也可以測量實體模型的尺寸值。草圖測量與智能尺寸標(biāo)注類似，都可以得知草圖圖元的尺寸值。不同之處在于智能尺寸是將尺寸值標(biāo)注在圖元上并對圖元的值進(jìn)行修改、限定，而測量不會改變原值，只是將其測量并顯示出來。8.1.1測量工具命令在菜單欄依次執(zhí)行“工具”|“測量”命令，彈出“測量-tool”對話框，如圖8-1所示。用戶可以分別對各個按鈕選項進(jìn)行設(shè)置。8.1測量1．參數(shù)詳解相關(guān)按鈕參數(shù)說明如下：8.1測量2．測量距離測量操作在“測量”對話框區(qū)域內(nèi)單擊，然后選擇待測元素。對于模型的基本測量都可以使用該對話框來操作。測量的操作步驟如下：01依次執(zhí)行“工具”|“測量”命令，彈出“測量”對話框。02針對待測對象不同進(jìn)行分別選擇，即可在“測量”對話框中顯示出測量信息。 測量面到面的距離，分別單擊該兩面； 測量點到面的距離，分別單擊點、面； 測量點到線的距離，分別單擊點、直線段； 測量點到點的距離，分別單擊該兩點，如圖8-3所示；8.1測量3．設(shè)置快捷鍵因為測量命令在設(shè)計建模中使用非常頻繁，因此可以為其設(shè)置快捷鍵方便操作。測量的英文單詞為Measure，設(shè)置其首字母為快捷鍵，操作如下：01依次執(zhí)行“工具”|“自定義”命令，在彈出“自定義”對話框中選擇鍵盤選項。02在欄中輸入“測量”，回車；在“測量”對應(yīng)的快捷鍵文本框中輸入“M”；單擊按鈕，完成快捷鍵設(shè)置，如圖8-4所示。03驗證快捷鍵。在SolidWorks軟件啟動并打開零部件的狀態(tài)下，在鍵盤上輸入“M”即可激活“測量”命令，彈出“測量”對話框。8.1測量8.1.2設(shè)置單位/精度設(shè)置單位/精度命令下，用戶可以使用默認(rèn)設(shè)置，也可以重設(shè)測量的相關(guān)參數(shù)。1．激活測量單位/精度在“測量”對話框中單擊“單位/精度”命令按鈕，彈出“測量單位/精度”面板，從以面板中設(shè)置相應(yīng)選項后，然后單擊確定即可生效，如圖8-5所示。在“測量單位/精度”面板中包含“使用文檔設(shè)定（O）”和“使用自定義設(shè)定（U）”兩個單選框。前者是使用文檔屬性中所定義的單位和材質(zhì)屬性，后者為用戶根據(jù)實際情況自定設(shè)定。8.1測量2．參數(shù)詳解（1）長度單位 選擇線性尺寸的測量單位。如果選擇微英寸、密爾、英寸或英尺和英寸，則還應(yīng)選擇以下選項： 小數(shù)。 分?jǐn)?shù)。如果選擇分?jǐn)?shù)，則還應(yīng)選擇分母選項，并設(shè)定分母。例如，如果將分母設(shè)為8，則值的增量至少為1/8英寸。 圓整到最近分?jǐn)?shù)值。選擇分母中所設(shè)定的圓整到最近分?jǐn)?shù)值的增量。如果分?jǐn)?shù)增量小于在分母中設(shè)定的值，則以小數(shù)表示值。 科學(xué)記號。選擇以科學(xué)記號顯示值（例如，以5.06e+004表示50600）。 小數(shù)位數(shù)。設(shè)定顯示線性尺寸的小數(shù)位數(shù)。（2）角度單位角度單位包括度數(shù)、度/分/秒、度/分、弧度4種類型，同時用戶還可以對小數(shù)位數(shù)進(jìn)行設(shè)置。（3）精度水準(zhǔn)精度水準(zhǔn)中包含低（較快）、高（較慢）和介于兩者之間的三檔，系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置在低（較快）檔。用戶可以根據(jù)電腦配置情況和時機(jī)需要進(jìn)行重設(shè)。8.1測量8.1.3圓弧/圓測量圓弧/圓的測量可以設(shè)定中心到中心、最小距離、最大距離、自定義四種類型，如圖8-6所示。8.1測量然后單擊待測兩個圓孔面，在“測量”面板中即可顯示出測量的豎直，4種情形下分別的測量結(jié)果如圖8-7所示。8.1測量8.1.4顯示XYZ測量顯示XYZ測量用來控制是否在所選實體之間顯示dX，dY，dZ的測量。消除選中后，則只顯示所選實體之間的最小距離。打開“測量”窗口后，選擇待測對象后，在圖形區(qū)和窗口中均顯示出測量信息。在“測量”窗口中單擊“顯示XYZ測量”按鈕，圖形區(qū)域新增顯示出待測對象的X、Y、Z坐標(biāo)，如圖8-8所示。8.1測量8.1.5面積與周長測量當(dāng)進(jìn)行測量時，選擇對象為面（平面或者曲面）時，“測量”窗口便會顯示出該面的面積與周長等信息，如圖8-9所示。8.1測量當(dāng)需要測量多個面的面積總和時，可以連續(xù)選擇多個面，測量窗口總面積，也可以選擇多條邊線，測量總長度，如圖8-10所示。8.1測量8.1.6角度測量當(dāng)進(jìn)行測量時，選擇待測兩個對象（平面或者直線段）時，“測量”窗口便會顯示出該它們之間的夾角等信息，如圖8-11所示。8.2質(zhì)量屬性與剖面屬性8.2.1質(zhì)量屬性通過質(zhì)量屬性分析，可以獲得模型的質(zhì)量、體積、表面積、密度、重心位置、慣性力矩和慣性張量等參數(shù)數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品設(shè)計有重要的指導(dǎo)意義。實體模型的質(zhì)量屬性分析一般操作過程包括：實體建模、添加材質(zhì)和質(zhì)量屬性。8.2質(zhì)量屬性與剖面屬性1．添加材質(zhì)添加材質(zhì)的步驟如下：01點擊選擇左側(cè)設(shè)計樹中“材質(zhì)<未指定>”，右擊，在彈出的下拉菜單中選擇“編輯材料”，如圖8-13所示。8.2質(zhì)量屬性與剖面屬性02選擇“編輯材料”選項后，在彈出的“材料”面板中展開鋁合金/1060合金，用戶可以查看彈性模量、泊松比、抗剪模量、密度、張力強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率、比熱、材料阻尼比率值等相關(guān)屬性，如圖8-14所示。02單擊“應(yīng)用”按鈕，完成材料的設(shè)置。8.2質(zhì)量屬性與剖面屬性2．模型質(zhì)量分析模型的質(zhì)量分析操作步驟如下：01依次執(zhí)行“工具”|“質(zhì)量屬性”命令按鈕，彈出“質(zhì)量屬性”面板，用戶可單擊“選項”按鈕設(shè)置屬性的單位、精度水準(zhǔn)等相關(guān)參數(shù)，如圖8-15所示。8.2質(zhì)量屬性與剖面屬性02用戶可勾選“顯示焊縫質(zhì)量”復(fù)選框，在數(shù)據(jù)欄中新增焊縫質(zhì)量的顯示選項。03輸出“質(zhì)量屬性”信息。輸出信息方式包括“打印”和“復(fù)制到剪貼板”，如圖8-16所示。8.2質(zhì)量屬性與剖面屬性8.2.2剖面屬性通過SolidWorks提供的“剖面屬性”命令可以計算平行平面中多個面和草圖的截面屬性。通過剖面屬性分析，可獲得所選剖面的面積、重心相對于輸出坐標(biāo)系原點、在重心的區(qū)域慣性矩、在重心的區(qū)域慣性極力矩、位于主軸和零件軸之間的角度、在重心的區(qū)域慣性二次矩、在輸出坐標(biāo)系的區(qū)域慣性矩等數(shù)據(jù)信息。剖面屬性分析操作步驟如下：01任選以下任何位于平行平面中的項目。 一個或多個平的模型面 剖面上的面 工程圖中剖面視圖的剖面8.2質(zhì)量屬性與剖面屬性02單擊“剖面屬性”命令按鈕，或依次執(zhí)行“工具”|“剖面屬性”，單擊“計算”按鈕，結(jié)果顯示在截面屬性對話框中，如圖8-17所示。8.3實體分析與檢查8.3.1特征統(tǒng)計特征統(tǒng)計用來顯示重建零件中每個特征所需時間量的工具。通過它測量出需要很長時間重建的特征，從而壓縮這些耗時特征來減少重建時間。特征統(tǒng)計在所有零件文件中都可使用。1．參數(shù)詳解相關(guān)參數(shù)詳解如下： 特征順序。在FeatureManager設(shè)計樹中列出每個項目：特征、草圖和派生的基準(zhǔn)面。使用快捷鍵菜單來編輯特征定義、壓縮特征，等等。 時間%：顯示重新生成每個項目的總零件重建時間百分比。 時間(秒)：以秒數(shù)顯示每個項目重建所需的時間量。8.3實體分析與檢查2．特征統(tǒng)計操作步驟要使用特征統(tǒng)計步驟如下：01打開一個零件文件。02在菜單欄依次執(zhí)行“工具”|“特征統(tǒng)計”命令，彈出“特征統(tǒng)計”對話框，按降序順序顯示所有特征及其重建時間的列表，如圖8-18所示。8.3實體分析與檢查03單擊特征順序，即可在“特征統(tǒng)計”對話框中，按照特征建模順序進(jìn)行排列。04同樣，單擊時間%、時間(秒)，也可以按該選項進(jìn)行重排特征順序。05單擊打印、復(fù)制、刷新選項。復(fù)制特征統(tǒng)計這樣您可將之粘貼到另一文件，如粘貼到txt文件，如圖8-19所示。8.3實體分析與檢查8.3.2檢查實體檢查實體對話框讓您可以檢查實體幾何體并識別出不需要的幾何體。檢查實體模型幾何體是否正確，操作步驟如下：01打開零件文件，單擊“檢查”命令按鈕，或依次執(zhí)行“工具”|“檢查”，彈出“檢查”對話框。02在對話框中,在檢查下選擇檢查的等級和需要核實的實體類型，如圖8-20所示。8.3實體分析與檢查 無效的面 無效的邊線 短的邊線 最小曲率半徑 最大邊線縫隙 最大頂點間隙03單擊檢查，顯示出檢查結(jié)果信息，如圖8-21所示。檢查后： 錯誤數(shù)出現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)之下。 諸如錯誤、開環(huán)曲面、及所要求的值之類項目出現(xiàn)在結(jié)果清單中。 結(jié)果的說明在圖形區(qū)域中出現(xiàn)。8.3實體分析與檢查8.3.3輸入診斷當(dāng)需要將輸入的其他3D通用格式文件在SolidWorks軟件中打開時，輸入診斷是對其轉(zhuǎn)換后文件中存在的曲面轉(zhuǎn)換等問題進(jìn)行診斷、修復(fù)。因為導(dǎo)入的曲面通常會導(dǎo)致一些問題，使曲面無法轉(zhuǎn)換成有效實體。這些問題包括： 壞曲面幾何體 壞曲面拓?fù)洌舨们€）。 相鄰曲面的邊線彼此很近但沒有相交，因而在曲面之間形成間隙將IGS格式打開后，在軟件左側(cè)出現(xiàn)“輸入診斷”對話框，出現(xiàn)有問題的圖符。設(shè)計樹中自動添加上輸入特征圖標(biāo)，如圖8-22所示。8.3實體分析與檢查1．激活“輸入診斷”命令用戶可以通過以下2種方法激活“輸入診斷”命令：方法1：在菜單欄依次執(zhí)行“工具”|“特征統(tǒng)計”命令，即可彈出“輸入診斷”對話框。方法1：設(shè)計樹中選擇特征圖標(biāo)，右擊，在彈出的下拉菜單中選擇“輸入診斷”選項，即可彈出“輸入診斷”對話框，如圖8-23所示。8.3實體分析與檢查2．修復(fù)錯誤面在彈出的“輸入診斷”中單擊“嘗試愈合所有”按鈕，或者單擊“嘗試愈合所有面”按鈕，系統(tǒng)自動修復(fù)所有面，在“輸入診斷”窗口中顯示出“集合體中吳錯誤面或縫隙存在”信息，修復(fù)完成，如圖8-24所示。8.3實體分析與檢查8.3.4幾何體分析幾何體分析可識別出零件中可引起其它應(yīng)用程序中問題的幾何實體。這些應(yīng)用程序包括有限元素造型或計算機(jī)輔助機(jī)械加工。幾何體分析識別以下實體： 細(xì)薄面 小面 短邊線 銳邊線和頂點 斷續(xù)邊線和面8.3實體分析與檢查01打開待分析的零件文件。02在菜單欄依次執(zhí)行“工具”|“幾何體分析”命令，在PropertyManager中選取所需選項和參數(shù)值。若要將選項和數(shù)值重新設(shè)置為系統(tǒng)默認(rèn)值，單擊全部重設(shè)即可。03單擊計算開始分析。04在操作結(jié)束時，分析結(jié)果部分在PropertyManager出現(xiàn)。05保存結(jié)果。單擊保存報告以在HTML報告中保存分析的結(jié)果，或者單擊重新計算來清除結(jié)果并準(zhǔn)備進(jìn)行其它計算，如圖8-25所示。8.3實體分析與檢查8.3.5厚度分析使用厚度分析實用程序可以確定零件的不同厚度，這對使用薄壁塑料零件尤其有用。使用厚度分析可以實現(xiàn)以下功能： 識別零件的厚薄區(qū)域（尤其對于塑料零件和鑄件） 決定與指定的目標(biāo)厚度相等的零件區(qū)域 評估可能的失敗區(qū)域或設(shè)計缺陷 輔助鑄件和澆注模具及機(jī)械器具的設(shè)計厚度分析操作步驟如下：8.3實體分析與檢查01打開待分析厚度的零件文件。02在菜單欄依次執(zhí)行“工具”|“厚度分析”命令，在PropertyManager中選取所需選項和參數(shù)值。若要將選項和數(shù)值重新設(shè)置為系統(tǒng)默認(rèn)值，單擊全部重設(shè)即可。設(shè)置完畢后單擊計算開始分析，系統(tǒng)彈出分析進(jìn)度窗口，如圖8-26所示。03在操作結(jié)束時，分析結(jié)果部分在PropertyManager出現(xiàn)。04保存結(jié)果。單擊“保存報告”按鈕以在HTML報告中保存分析的結(jié)果，或者單擊重新計算來清除結(jié)果并準(zhǔn)備進(jìn)行其它計算，保存分析報告并在網(wǎng)頁中打開查看，如圖8-27所示。8.4上機(jī)實訓(xùn)——診斷并修復(fù)“前門立柱”轉(zhuǎn)換文件在設(shè)計過程遇到轉(zhuǎn)換過來的文件打開時，會出現(xiàn)錯誤，因此診斷并修復(fù)在轉(zhuǎn)換文件中起著主要作用。本例主要建模步驟提醒