装配件catia有限元分析.doc

装配件的有限元分析1、 打开装配件。2、 进入工作台在菜单栏中选择【开始】【分析与模拟】【Generative Structural Analysis】命令，进入【结构有限元分析】工作台。3、 进入分析模块进入【结构有限元分析】工作台后，弹出窗口【New Analysis Case】,如图3-1所示，选择【Static Analysis】选项,单击【确定】按钮，生产一新分析算题。3-1装配件有限元模型4、指定材料(material)点击工具栏图标来指定零件材料，系统可能弹出图3-2所示对话框，提示没有中文材料库，确定即可；弹出图3-3所示对话框，左键点击【Analysis Manager】模型树内【Rubber】, 再点击材料库对话框内【Other】卡片下的【rubber】，【确定】完成橡胶主簧材料的指定。3-2无中文材料库报错对话框 3-3材料指定对话框同理定义上液室、惯性通道体、下液室均、橡胶底模为铝制材料【aluminium】，外壳为橡胶【rubber】。5、网格划分（nodes and elements）双击模型树中的来调整rubber的单元划分参数，则弹出图3-4所示四面体网格密度定义对话框，输入图中所示数值，完成网格参数修正。同理对其他部分划分网格。3-4网格划分密度定义对话框6、定义约束(Restraints)装配件通过橡胶底模用螺栓固定在车身或车架上，可以用橡胶主簧和外壳的完全固定来模拟分析，单击【Restraints】工具栏中的【Clamp】按钮，弹出图3-5所示【Clamp（夹紧）】定义对话框，选择橡胶主簧上表面和外壳下表面固定，【确定】完成约束定义。3-5、定义约束7、定义装配件接触约束定义在左边的模型树中将【Links Manager.1】展开，显示出装配件下面的约束，选择【曲面约束.1】，单击【Connection Properties】工具栏中的【Fasten Connection Property】按钮，弹出如图3-6所示对话框，对话框显示已经选择了一个约束，单击【确定】按钮，关闭窗口。3-6曲面接触约束将该约束定义为固紧约束，在左边模型树的节点单元、属性类别下都增加了新的约束，图形区增加了代表固紧约束网格和属性的符号，如图3-7所示。3-7【曲面接触.1】固紧约束同理对【曲面接触.2】、【曲面接触.3】定义固紧约束【Fasten Connection Property】，如图3-8所示。3-8【曲面接触.2】、【曲面接触.3】固紧约束8、施加载荷(Loads)（1）施加均布载荷单击【Loads】工具栏中的【Distributed Force】图标，施加均布载荷于装配件的上端表面，弹出如图3-9所示的【Distributed Force】定义对话框，选择上端表面，则对话框的【Supports】栏内变为1 face，定义载荷数字大小为：【X】方向0N，【Y】方向0N，【Z】方向-3430N，确定完成载荷定义。（2）施加加速度载荷单击【Loads】工具栏中的【Acceleration】按钮，施加加速度于装配件，弹出如图3-10所示的【Acceleration】定义对话框，在【Supports】选项框选择装配件的四个零件。在【Acceleration Vector】加速度在【X】文本框输入0m/s2，【Y】文本框输入-6.93m/s2，【Z】文本框输入-6.93m/s2。单击【确定】，完成加速度定义。3-9均布力载荷【Distributed Force】定义3-10加速度【Acceleration】定义9、求解计算（Compute）完成上述工作后，可着手进行计算，点击【compute】工具栏中【compute】图标，系统弹出如图3-11a所示计算对话框，选择【All】选项，单击【确定】之后，系统弹出3-11b所示计算所需资源估算对话框，点击【YES】继续计算，由于单元节点数不多，计算很快完成。3-11a 计算对话框 3-11b 计算所需资源估算对话框10、结果显示（visualize the results）（1）按住键，在左边模型树中选择【Properties】、【Restriants】和【Loads】，如图3-12所示。并单击【显示/隐藏】按钮将选中的元素隐藏起来。3-12隐藏【Properties】、【Restriants】和【Loads】（2）显示网格鼠标右键点击左侧模型树中的，在弹出的右键菜单中点击，则在模型树Nodes and Elements中多出子项，鼠标在零件上划过，CATIA将显示相应的单元格数值；如图3-13a所示。另外在的右键菜单中点击，生产报告如图3-13b可看到网格划分为7182个单元。3-13a单元划分效果初览3-13b单元划分效果初览（3）显示模态变形图单击【Image】工具栏中的图标，得出如图3-14所示的模态变形图。3-14模态变形图（4）Von Mises（米塞斯）应力图单击【Image】工具栏中的图标，图形区域显示出装配件的凡米塞斯应力图。如图3-15所示。最大应力为1.07e+007N.m2,均小于橡胶及铝制材料的屈服值，应力情况符合要求。3-15 Von Mises（米塞斯）应力图（5）位移图形单击【Image】工具栏中的图标，显示出装配件的位移图形，如图3-16所示。最大位移为53.2mm.3-16位移图形（6）局部应力计算结果是四个零件，先要求显示某一个零件应力分布。在左边模型树中右击【Von Mises Sress.1】,选择【Von Mises Sress（nodal values）.1】【定义】命令。弹出平【Image Edition】对话框，如图3-17所示。3-17【Image Edition】对话框选择【Selections】选项，在【Available Groups】列表中选择【OCTREE Tetrahedron Mesh.1:rubber.1】，单击向下移动按钮，移动到【Activated Groups】列表框，单击下面的【确定】按钮，在图形中只显示橡胶主簧rubber的凡米塞斯应力图，如图3-18所示。3-18橡胶主簧rubber的凡米塞斯应力图最大应力为2.9e+006N.m2。同理在【Available Groups】列表中选择【OCTREE Tetrahedron Mesh.1:middle.1】，显示惯性通道体的凡米塞斯应力图，最大应力为3.3e+006N.m2。如图3-19所示。3-19惯性通道体的凡米塞斯应力图在【Available Groups】列表中选择【OCTREE Tetrahedron Mesh.1:lower.1】，显示橡胶底模的凡米塞斯应力图，最大应力为1.07e+007N.m2。如图3-20所示。3