catia静强度有限元分析课件

CATIA静强度有限元分析编制：审核：审定：批准：CATIA静强度有限元分析编制：12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2目录CATIA静强度有限元分析23

（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3CATIA静强度有限元分析34

（三）壳体零件的分析-拉带强度分析

（1）提取表面

（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4CATIA静强度有限元分析4CATIA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CATIA静强度有限元分析56CATIA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，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6CATIA静强度有限元分析1、CATIA基本操作67CATIA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。7CATIA静强度有限元分析2、CATIA有限元模块介绍78CATIA静强度有限元分析3、CAE分析模块应用介绍

（初级）Generative

StructuralAnalysis——通用结构分析（高级）AdvancedMeshingTools—————高级网格工具

8CATIA静强度有限元分析3、CAE分析模块应用介绍8CATIA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CATIA静强度有限元分析口诀：910CATIA静强度有限元分析（1）选择分析类型：StaticAnalysis（静态分析）。

FrequencyAnalysis(约束模态分析)

FreeFrequencyAnalysis(自由模态分析)10CATIA静强度有限元分析（1）选择分析类型：1011CATIA静强度有限元分析（2）定义材料

通过MaterialonAnalysisConnection按钮给转向管柱定义材料参数。

11CATIA静强度有限元分析（2）定义材料1112CATIA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。12CATIA静强度有限元分析（2）定义材料12（2）定义材料

也可通过UserMaterial按钮自定义材料参数。13（2）定义材料131314CATIA静强度有限元分析（3）划分网格点选实体网格划分工具OctreeTetrahedromMesher并选中实体14CATIA静强度有限元分析（3）划分网格1415CATIA静强度有限元分析（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Absolutesag赋值0.5mm。15CATIA静强度有限元分析（3）划分网格15（3）划分网格划分网格之后看不到怎么办呢？（3）划分网格1617CATIA静强度有限元分析（4）定义属性

通过3DProperty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。

17CATIA静强度有限元分析（4）定义属性1718CATIA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18CATIA静强度有限元分析（5）定义约束全约束1819CATIA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。

压力分布力重力力场密度位移温度载荷混合载荷19CATIA静强度有限元分析（6）施加载荷压力1920CATIA静强度有限元分析（7）求解计算

点击Compute按钮，选择StaticCaseSolution.1进行求解计算。

20CATIA静强度有限元分析（7）求解计算2021CATIA静强度有限元分析（8）读取结果

通过按钮VonMissStress显示应力结果。

变形应力位移21CATIA静强度有限元分析（8）读取结果变形2122CATIA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22CATIA静强度有限元分析（8）读取结果位移2223CATIA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-AnalysisandGenerativeStructuralAnalysis（通用求解器）23CATIA静强度有限元分析3、CAE分析模块应用2324CATIA静强度有限元分析（1）选择分析类型：选择StaticAnalysis（静态分析）。24CATIA静强度有限元分析（1）选择分析类型：2425CATIA静强度有限元分析（2）定义材料

通过MaterialonAnalysisConnection按钮给支架定义材料参数。

25CATIA静强度有限元分析（2）定义材料2526CATIA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。26CATIA静强度有限元分析（2）定义材料26（2）定义材料

也可通过UserMaterial按钮自定义材料参数。27（2）定义材料272728CATIA静强度有限元分析（3）划分网格

点选实体网格划分工具OctreeTetrahedromMesher并选中实体28CATIA静强度有限元分析（3）划分网格2829CATIA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Absolutesag赋值0.5mm。29CATIA静强度有限元分析（3）划分网格2930CATIA静强度有限元分析（4）定义属性

通过3DProperty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。

30CATIA静强度有限元分析（4）定义属性3031CATIA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。

31CATIA静强度有限元分析（5）定义约束3132CATIA静强度有限元分析（6）施加载荷

通过RigidVirtualPart按钮，建立支架的受力区域。

32CATIA静强度有限元分析（6）施加载荷3233CATIA静强度有限元分析（6）施加载荷Support选择如下图所示的支架下端螺栓孔内表面，Handler选择孔中的点。

33CATIA静强度有限元分析（6）施加载荷3334CATIA静强度有限元分析（6）施加载荷

通过DistributedForece按钮，选择上一步的Rigid座位Supports,在对应的方向上施加力。

34CATIA静强度有限元分析（6）施加载荷3435CATIA静强度有限元分析（7）求解计算

点击Compute按钮，选择StaticCaseSolution.1进行求解计算。

35CATIA静强度有限元分析（7）求解计算3536CATIA静强度有限元分析（8）读取结果

通过按钮VonMissStress显示应力结果。

36CATIA静强度有限元分析（8）读取结果3637CATIA静强度有限元分析（8）读取结果

通过按钮Displacement显示位移结果。

37CATIA静强度有限元分析（8）读取结果37CATIA静强度有限元分析至此大家对CATIACAE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CATIA静强度有限元分析至此大家对CATIACAE的基本3839CATIA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-GenerativeShapeDesign（创成式曲面设计）。39CATIA静强度有限元分析（三）壳体零件的分析-拉带强度3940CATIA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。

40CATIA静强度有限元分析（1）提取表面4041CATIA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。

41CATIA静强度有限元分析（1）提取表面4142CATIA静强度有限元分析（2）划分网格

通过Start-AnalysisandSimulation-AdvancedMeshingTools（高级网格划分工具）打开网格划分的模块42CATIA静强度有限元分析（2）划分网格4243CATIA静强度有限元分析（2）划分网格

点击SurfaceMwsher，然后选择所要划分网格的曲面，并设置参数。Meshsize为5mm。

43CATIA静强度有限元分析（2）划分网格4344CATIA静强度有限元分析（2）划分网格

点击Geometry，把弦差Constraintsag设置0.5mm，最小孔尺寸Minholessize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）。

44CATIA静强度有限元分析（2）划分网格4445CATIA静强度有限元分析（2）划分网格

点击MeshThePart,划分出的网格如下图所示。同理划分出其余表面的网格。

45CATIA静强度有限元分析（2）划分网格4546CATIA静强度有限元分析（3）定义材料

通过start-AnalysisandGenerativeStructuralAnalysis（通用求解器）进入通用求解器。46CATIA静强度有限元分析（3）定义材料4647CATIA静强度有限元分析（3）定义材料

通过UserMaterial给各个划分好网格的曲面定义材料。47CATIA静强度有限元分析（3）定义材料4748CATIA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。48CATIA静强度有限元分析（3）定义材料4849CATIA静强度有限元分析（4）定义属性

通过2DProperty为零件赋予2D的属性Supports选择目标零件。49CATIA静强度有限元分析（4）定义属性4950CATIA静强度有限元分析（4）定义属性

Support选择目标零件。50CATIA静强度有限元分析（4）定义属性5051CATIA静强度有限元分析（4）定义属性

在对话框中勾选User-definedmaterial并在结构树上选择UserMaterial.1。51CATIA静强度有限元分析（4）定义属性5152CATIA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。52CATIA静强度有限元分析（4）定义属性5253CATIA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。53CATIA静强度有限元分析（5）定义约束5354CATIA静强度有限元分析（6）建立孔连接

通过GeneralAnalysisConnection为拉带上的两个螺栓孔定义通用连接，Firstcomponent与Secondcomponent分别选择螺栓孔在两个拉带上的内侧环线。

54CATIA静强度有限元分析（6）建立孔连接5455CATIA静强度有限元分析（6）建立孔连接

点击RigidConnectionProperty,Support选择上一步定义的通用连接，从而建立虚拟螺栓孔连接。

55CATIA静强度有限元分析（6）建立孔连接5556CATIA静强度有限元分析（7）定义面的焊接关系

点击SurfaceAnalysisConnection，Firstcomponent与Secondcomponent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。56CATIA静强度有限元分析（7）定义面的焊接关系56（7）定义面的焊接关系

点击SurfaceWeldingConnectionProperty，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5757（7）定义面的焊接关系

点击Type后的Componentedition为焊接处定义属性。58（7）定义面的焊接关系5858（7）定义面的焊接关系在对话框中勾选User-definedmaterial并在结构树上选择UserMaterial.1，点击OK确认。59（7）定义面的焊接关系595960CATIA静强度有限元分析（8）施加载荷

通过DistributedForce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。60CATIA静强度有限元分析（8）施加载荷6061CATIA静强度有限元分析（9）求解计算

点击Compute,选择StaticCaseSolution.1进行求解计算。

61CATIA静强度有限元分析（9）求解计算6162CATIA静强度有限元分析（10）应力结果读取

通过VonMissStress读取应力结果。62CATIA静强度有限元分析（10）应力结果读取6263CATIA静强度有限元分析（11）位移结果读取

通过Displacement读取位移结果。63CATIA静强度有限元分析（11）位移结果读取63CATIA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CAE钥匙锁？使用64CATIA静强度有限元分析（四）发动机悬置支架强度分析

设计部门提交要求分析部门进行分析针对设变进行大量的沟通、多次计算反馈才能确认最优方案设计部门自行评估设变优劣评估设计，提高效率CATIA静强度有限元分析（四）发动机悬置支架强度分析设计部6566CATIA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66CATIA静强度有限元分析在CATIA软件中打开装配体模6667CATIA静强度有限元分析（2）进入高级网格工具