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1、CATIA静强度有限元分析,编制：审核：审定：批准：,2,目 录 1、CATIA基本操作 2、CATIA有限元模块介绍 3、CAE分析模块应用介绍以转向管柱强度分析为例 （1）选择分析类型 （2）定义材料 （3）划分网格 （4）定义属性 （5）定义约束 （6）施加载荷 （7）求解计算 （8）读取结果,CATIA静强度有限元分析,3,（二）实体零件的分析-进水钢管支架强度分析 （1）选择分析类型 （2）定义材料 （3）划分网格 （4）定义属性 （5）定义约束 （6）施加载荷 （7）求解计算 （8）读取结果,CATIA静强度有限元分析,4,（三）壳体零件的分析-拉带强度分析 （1）提取表面 （2）
2、划分网格 （3）定义材料 (4）定义属性 （5）定义约束 （8）施加载荷 （9）求解计算 （10）读取结果,CATIA静强度有限元分析,CATIA静强度有限元分析,（四）发动机悬置支架强度分析 （1）进入高级模块划分壳网格 （2）进入通用工具定义材料 （3）划分实体网格 （4）创建连接 （5）创建虚拟体 (6）定义属性 （7）定义约束 （8）施加载荷 （9）求解计算 （10）读取结果,6,CATIA静强度有限元分析,1、CATIA基本操作 平移：按中键不放，同时移动鼠标。 旋转：先按住中键不放，再按住左键或右键（建议右 键），通过两个键同时实现旋转操作。 旋转中心确定：在需要确定为中心的地方，
3、单击中键 并释放。 模型缩放：按住中键不放，单击左键或右键（建议右 键）并释放，向上移动鼠标实现放大，向下移 动鼠标实现缩小。注意：整个缩放过程，鼠标 中间始终保持按压状态。,不做介绍,7,CATIA静强度有限元分析,2、CATIA有限元模块介绍 CATIA软件在机械设计方面功能强大，但机械设计只是软件功能的一部分。对于机械设计工程师来说，在设计完成产品中，对于产品能否满足强度要求，能否满足各种行业标准和规范的要求，就需要对设计的产品进行强度分析。 CATIA软件此方面的功能特别有助于新产品的开发。对于新的设计模型，设计者可以方便地了解结构的应力分布情况，随时修改结构。 运用CATIA进行有限
4、元分析的特点是在更改局部结构后，可以直接更新有限元分析结果，方便快捷，避免由于第三方软件分析需要重新划分整个零件的网格（或网格修复）带来的大量重复性工作，极大的提高了分析工作的效率。,8,CATIA静强度有限元分析,3、CAE分析模块应用介绍 （初级）Generative Structural Analysis通用结构分析 （高级）Advanced Meshing Tools 高级网格工具,CATIA静强度有限元分析,口诀：1选择 2材料 3网格；4属性 5约束 6载荷；78求解加结果,10,CATIA静强度有限元分析,（1）选择分析类型： Static Analysis（静态分析）。 Fre
5、quency Analysis (约束模态分析) Free Frequency Analysis(自由模态分析),11,CATIA静强度有限元分析,（2）定义材料 通过Material on Analysis Connection按钮给转向管柱定义材料参数。,12,CATIA静强度有限元分析,（2）定义材料 在材料库里选择Metal-Steel并点击OK确认。,（2）定义材料 也可通过User Material按钮自定义材料参数。,13,14,CATIA静强度有限元分析,（3）划分网格点选实体网格划分工具Octree Tetrahedrom Mesher并选中实体,15,CATIA静强度有限元
6、分析,（3）划分网格设置网格参数定义网格尺寸大小，将Size设置为5mm；定义弦差，给Absolute sag赋值0.5mm。,（3）划分网格 划分网格之后看不到怎么办呢？,17,CATIA静强度有限元分析,（4）定义属性 通过3D Property按钮给转向管柱赋予3D实体属性。在Supports一栏里选择实体并点击OK确认。,18,CATIA静强度有限元分析,（5）定义约束 通过Clamp按钮在转向管柱下端选择如图所示曲面来施加全约束。,全约束高级约束自定义约束,19,CATIA静强度有限元分析,（6）施加载荷 通过Moment按钮，选择转向管柱的花键连接部分的曲面，如下图所示，施加扭矩。
7、,压力分布力重力力场密度位移温度载荷混合载荷,20,CATIA静强度有限元分析,（7）求解计算 点击Compute按钮，选择Static Case Solution.1进行求解计算。,21,CATIA静强度有限元分析,（8）读取结果 通过按钮Von Miss Stress显示应力结果。,变形应力位移,22,CATIA静强度有限元分析,（8）读取结果 通过按钮Displacement显示位移结果。,位移主应力单元应力,23,CATIA静强度有限元分析,3、CAE分析模块应用（二）实体零件的分析-进水钢管支架强度分析 菜单栏中：start-Analysis and Generative Struc
8、tural Analysis（通用求解器）,24,CATIA静强度有限元分析,（1）选择分析类型： 选择Static Analysis（静态分析）。,25,CATIA静强度有限元分析,（2）定义材料 通过Material on Analysis Connection按钮给支架定义材料参数。,26,CATIA静强度有限元分析,（2）定义材料 在材料库里选择Metal-Steel并点击OK确认。,（2）定义材料 也可通过User Material按钮自定义材料参数。,27,28,CATIA静强度有限元分析,（3）划分网格 点选实体网格划分工具Octree Tetrahedrom Mesher并选中
9、实体,29,CATIA静强度有限元分析,（3）划分网格 定义网格尺寸大小，将Size设置为5mm；定义弦差，给Absolute sag赋值0.5mm。,30,CATIA静强度有限元分析,（4）定义属性 通过3D Property按钮给支架赋予3D实体属性。在Supports一栏里选择实体并点击OK确认。,31,CATIA静强度有限元分析,（5）定义约束 通过Clamp按钮在支架上端选择如图所示曲面来施加全约束。,32,CATIA静强度有限元分析,（6）施加载荷 通过Rigid Virtual Part按钮，建立支架的受力区域。,33,CATIA静强度有限元分析,（6）施加载荷 Support选
10、择如下图所示的支架下端螺栓孔内表面，Handler选择孔中的点。,34,CATIA静强度有限元分析,（6）施加载荷 通过Distributed Forece按钮，选择上一步的Rigid座位Supports,在对应的方向上施加力。,35,CATIA静强度有限元分析,（7）求解计算 点击Compute按钮，选择Static Case Solution.1进行求解计算。,36,CATIA静强度有限元分析,（8）读取结果 通过按钮Von Miss Stress显示应力结果。,37,CATIA静强度有限元分析,（8）读取结果 通过按钮Displacement显示位移结果。,CATIA静强度有限元分析,至
11、此大家对CATIA CAE的基本操作和流程有了初步的了解。希望大家记住的是：1选择；2材料；3网格；4属性； 5约束 ；6载荷；78求解加结果,39,CATIA静强度有限元分析,（三）壳体零件的分析-拉带强度分析 菜单栏中：start-Shape-Generative Shape Design（创成式曲面设计）。,40,CATIA静强度有限元分析,（1）提取表面 在曲面设计模块中，通过Extract命令提取后续要划分网格的拉带及支架表面。,41,CATIA静强度有限元分析,（1）提取表面 提取完表面后的模型如下图所示。,42,CATIA静强度有限元分析,（2）划分网格 通过Start-Anal
12、ysis and Simulation-Advanced Meshing Tools（高级网格划分工具）打开网格划分的模块,43,CATIA静强度有限元分析,（2）划分网格 点击Surface Mwsher，然后选择所要划分网格的曲面，并设置参数。Mesh size为5mm。,44,CATIA静强度有限元分析,（2）划分网格 点击Geometry，把弦差Constraint sag设置0.5mm，最小孔尺寸Min holes size设置为2mm,(对尺寸小于此值的孔，划分网格时会将其填充)，Offset设置为-2.5mm（将生成的网格偏置到中面上）。,45,CATIA静强度有限元分析,（2）
13、划分网格 点击Mesh The Part,划分出的网格如下图所示。同理划分出其余表面的网格。,46,CATIA静强度有限元分析,（3）定义材料 通过start-Analysis and Generative Structural Analysis（通用求解器）进入通用求解器。,47,CATIA静强度有限元分析,（3）定义材料 通过User Material给各个划分好网格的曲面定义材料。,48,CATIA静强度有限元分析,（3）定义材料 通过依次点击Metal-Steel-OK建立钢的自定义材料属性。,49,CATIA静强度有限元分析,（4）定义属性 通过2D Property为零件赋予2D的
14、属性Supports选择目标零件。,50,CATIA静强度有限元分析,（4）定义属性 Support选择目标零件。,51,CATIA静强度有限元分析,（4）定义属性 在对话框中勾选User-defined material并在结构树上选择User Material.1。,52,CATIA静强度有限元分析,（4）定义属性 设置板件的厚度并点击OK。同理为其他板件定义2D属性。,53,CATIA静强度有限元分析,（5）定义约束 通过Clamp给拉带支架上的两个螺栓孔施加全约束。,54,CATIA静强度有限元分析,（6）建立孔连接 通过General Analysis Connection为拉带上的
15、两个螺栓孔定义通用连接，First component与Second component分别选择螺栓孔在两个拉带上的内侧环线。,55,CATIA静强度有限元分析,（6）建立孔连接 点击Rigid Connection Property,Support选择上一步定义的通用连接，从而建立虚拟螺栓孔连接。,56,CATIA静强度有限元分析,（7）定义面的焊接关系 点击Surface Analysis Connection，First component与Second component分别选择需要建立焊接关系的两个组件,Surface选择两个组件的接触面部分。,（7）定义面的焊接关系 点击Surfa
16、ce Welding Connection Property，Support选择上一步建立的面连接，并赋材料属性。,57,（7）定义面的焊接关系 点击Type后的Component edition为焊接处定义属性。,58,（7）定义面的焊接关系在对话框中勾选User-defined material并在结构树上选择User Material.1 ，点击OK确认。,59,60,CATIA静强度有限元分析,（8）施加载荷 通过Distributed Force施加载荷，Supports选择拉带的内表面，施加Y轴负方向100N的均布载荷。,61,CATIA静强度有限元分析,（9）求解计算 点击Com
17、pute,选择Static Case Solution.1进行求解计算。,62,CATIA静强度有限元分析,（10）应力结果读取 通过Von Miss Stress读取应力结果。,63,CATIA静强度有限元分析,（11）位移结果读取 通过Displacement读取位移结果。,CATIA静强度有限元分析,CAE钥匙,锁,？,使用熟悉精通用在日常当中,CATIA静强度有限元分析,（四）发动机悬置支架强度分析,66,CATIA静强度有限元分析,在CATIA软件中打开装配体模型如下：,一、,壳,实体,67,CATIA静强度有限元分析,（2）进入高级网格工具，对壳网格进行处理,用三角形壳网格工具，将
18、纵梁进行壳网格划分。,（3）进入通用结构分析工具，进行下一步处理。,69,CATIA静强度有限元分析,（4）定义材料 选择Metal下的Steel材料，单击OK。,（5）进行实体网格划分 对实体结构进行4边型网格划分。,CATIA静强度有限元分析,（6）创建通用连接，建立实体与纵梁之间的连接,CATIA静强度有限元分析,（6）创建虚拟体和弹簧连接，模拟悬置刚度,CATIA静强度有限元分析,（7）创建虚拟体，模拟发动机,74,CATIA静强度有限元分析,为所有的实体、壳和各种连接单元赋予属性。,（8）定义属性,75,CATIA静强度有限元分析,（9）定义约束,约束纵梁两个端的边线,76,CATIA静强度有限元分析,（10）施加载荷对实体和壳施加1g重力加速度，在虚拟体的中心施加发动机重力折算的集中力。,77,CATIA静强度有限元分析,（11）求解计算查看结果,78,CATIA静强度有限元分析,使用 CATIA CAE熟悉 CATIA CAE精通 CATIA CAE 用在日常当中!,谢谢！,
