本文探討了ProE的行為建模技術相關內容。

　　一、行為建模的特性描述

　　行為建模的運作過程包括三相特性。

　　Smart Models:聰穎模型，內含工程智能。利用全新的特征基礎的建模技術，能夠捕捉幾何、規格、設計意圖等知識進行設計。

　　Objective-Driven Design:目標驅動設計，即使面臨許多的設計變量、限制條件與設計準則，仍可獲得最佳化的解決方案。

　　Open Extensible Environment:開放型的延伸環境，能輕松與外部應用軟件達成雙向溝通，確保設計模型自動反映出結果。

　　二、行為建模的具體步驟和整體結構

　　模型參數(Model Parameter)屬于基準特征的一種，其目的是對要設計優化或是可行的參數進行分析。分析模型的物理特性、曲線特性、曲面特性和模型運動特性等，是行為建模前的關鍵一步。

　　敏感度分析(Sensitivity Analysis )可以用來分析模型尺寸或模型參數在指定范圍內改變時，多種測量數量〔參數)的變化方式。結果每一個選定的參數得到一個圖形，把參數值顯示為尺寸函數。

　　可行性研究與最優化分析(Feasibility Analysis/Optimization Analysis)可以使系統計算尺寸值，這些尺寸值使得模型能夠滿足某些用戶指定約束，系統會尋找出可行的最佳解決方案。

　　多目標設計研究(Multi-ObjectiveDesign Study)是專門用來處理因大量設計變量與設計約束矛盾，產生眾多設計目標的情況，能夠尋找出為數不少的解決方案，還可避免使用可行性/最佳化所發生的局部解。

　　三、示例

　　下面以機軸零件的重心定位示例來說明敏感度分析、可行性研究和優化研究來達到設計目標。

　　問題:為了優化平衡，機軸零件的重心必須與它的旋轉中心重合。雖然曲柄的旋轉軸不能改變，但是其他設計條件能夠改變，如曲軸的寬度。在該零件中，要使得零件質量達到最小時，軸與質量中心之間的距離應最小。

　　步驟:

　　1)創建一個分析特征來執行模型分析以確定質量屬性、計算質量，并在重心創建一個坐標系和一個基準點以及"質量"參數。打開模型，單擊分析特征圖形鈕，出現分析對話框，輸人一個相應的名字(Csys_cog)，選擇模型分析(Model Analysis)類型(Type)，進人下一步保持模型質量屬性(Model Mass Properties) ,最后計算出一系列質量屬性數據。

　　返回上一步，此時僅產生"YES"一個特征參數:體積(VOLUME)，將其改為"NO"，建立模型質量參數"MASS"設置為"YES。

　　2)創建一個分析特征來測量位于重心的基準點與旋轉軸之間的距離。根據測量的結果，創建一個距離參數。執行與步驟1)相同的操作，將類型"TYPE"改為測量"Measure"，下一步改為距離"Distance"，選擇基準軸此時系統會立即計算出兩者距離。

　　3)執行敏感度分析以確定"半徑"尺寸的改變如何影響重心的位置.進人敏感度分析對話框，選擇半徑尺寸，輸人最小值和最大值(此為X軸的范圍)。選擇Parameters To Plot和Distance為Y軸的對應值。最后將模型改變成動畫，計算可以得到一定半徑對應重心和旋轉軸的距離。

　　4)執行敏感度分析以確定"高度"尺寸的改變如何影響重心的位置。

　　執行與步驟3)相同的操作，選擇"高度"尺寸，輸人最小值和最大值(此為X軸的范圍)。選擇Parameters To Plot和Distance為Y軸的對應值。最后將模型改變成動畫，計算可以得到一定高度對應重心和旋轉軸的距離。

圖3 曲軸

　　5)創建一個分析特征以測量軸肩與零件輪廓外邊緣之間的距離。用測量來定義可行性研究中的約束。在距離線的起始點和末端點創建基準點。

　　6)執行可行性研究以確定使重心與旋轉軸重合是否可行。在研究中，在保持零件的軸肩與起外邊輪廓之間是距離不變的同時，可以改變半徑和高度尺寸。執行可行性分析，進行設計約束(DesignConstraints )，設置距離為0，此時求解可獲得一組可行方案值，模型也做了相應的更新，同時可以通過模型信息來查看距離分析特征。

　　7)執行優化研究以使在保持與步驟6)所述的約束相同的同時，零件的質量最小(目標函數)。執行最優化分析，新增目標(Goal )，質量最小化，求解出一組可行方案。同時可以通過模型信息來查看距離分析特征，與前面的數值進行比較。對于模型重心類的分析，在工程中使用的程度非常廣泛。例如，起重機在裝配環境下的情況，為了能確定起重機的承載能力，可以建立一個模型零件作為起吊物體。在優化性/可行性分析中，可以設定重心不能超過某個范圍，從而求得起吊物體的體積尺寸，在通過對優化后的起吊物體的體積尺寸分析，最后求得起吊物體的質量，從而確定起重機的承載能力。

　　四、小結

　　利用行為建模技術的自動求解，能在最短的時間內找到滿足工程標準的最佳設計。相對于傳統的手工反復操作的方法，行為建模的完全自動處理有很多優點。對于簡單的問題可以方便的求解，復雜的問題則可以在很短的時間內完成尋找解決方案的任務。

　　行為建模的主要功能是對模型的物理特性作分析，通過優化設計來改變模型的特征尺寸等數據。而在優化設計中，沒有考慮模型中有材料受力所帶來的內部應力，因此，無法處理應力場，如結構應力、熱應力等的問題。處理這些應力問題，可以使用Pro/MECHANICA，對其作有限元分析。