catia静强度有限元分析ppt课件

CATIA静强度有限元分析l编制：l审核：l审定：l批准：CATIA静强度有限元分析编制：12目目 录录 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静强度有限元分析静强度有限元分析3 CATIA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静强度有限元分析静强度有限元分析4 CATIA静强度有限元分析4CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析 （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静强度有限元分析静强度有限元分析1、CATIA基本操作平移：平移：按中键不放，同时移动鼠标。旋旋转：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。旋旋转中心确定：中心确定：在需要确定为中心的地方，单击中键 并释放。模型模型缩放：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功能强大大，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，设计者者可以方便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，极大的提高提高了分析工作的效率效率。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 8CATIA静强度有限元分析3、CAE分析模块应用介绍8CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析口口诀：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静强度有限元分析静强度有限元分析（1）选择分析类型：Static Analysis（静态分析）。Frequency Analysis(约束模态分析)Free Frequency Analysis(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。11CATIA静强度有限元分析（2）定义材料1112CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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User Material按钮自定义材料参数。13（2）定义材料131314CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（3）划分网格点选实体网格划分工具Octree Tetrahedrom Mesher并选中实体14CATIA静强度有限元分析（3）划分网格1415CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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Absolute sag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。17CATIA静强度有限元分析（4）定义属性1718CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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。全约束全约束高级约束高级约束自定义约束自定义约束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。压力压力分布力分布力重力重力力场密度力场密度位移位移温度温度载荷载荷混合载荷混合载荷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。20CATIA静强度有限元分析（7）求解计算 2021CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（8）读取结果 通过按钮Von Miss Stress显示应力结果。变形变形应力应力位移位移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。位移位移主应力主应力单元应力单元应力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 Structural Analysis（通用求解器）23CATIA静强度有限元分析3、CAE分析模块应用2324CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（1）选择分析类型：选择Static Analysis（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。25CATIA静强度有限元分析（2）定义材料2526CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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User Material按钮自定义材料参数。27（2）定义材料272728CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（3）划分网格 点选实体网格划分工具Octree Tetrahedrom Mesher并选中实体28CATIA静强度有限元分析（3）划分网格2829CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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。29CATIA静强度有限元分析（3）划分网格2930CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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。30CATIA静强度有限元分析（4）定义属性3031CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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。32CATIA静强度有限元分析（6）施加载荷3233CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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。34CATIA静强度有限元分析（6）施加载荷3435CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（7）求解计算 点击Compute按钮，选择Static Case Solution.1进行求解计算。35CATIA静强度有限元分析（7）求解计算3536CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（8）读取结果 通过按钮Von Miss Stress显示应力结果。36CATIA静强度有限元分析（8）读取结果3637CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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静强度有限元分析静强度有限元分析至此大家对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CATIA静强度有限元分析至此大家对CATIA CAE的基本3839CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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）。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静强度有限元分析静强度有限元分析（2）划分网格 通过Start-Analysis and Simulation-Advanced Meshing Tools（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。43CATIA静强度有限元分析（2）划分网格4344CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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）。44CATIA静强度有限元分析（2）划分网格4445CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（2）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。45CATIA静强度有限元分析（2）划分网格4546CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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。46CATIA静强度有限元分析（3）定义材料4647CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（3）定义材料 通过User Material给各个划分好网格的曲面定义材料。47CATIA静强度有限元分析（3）定义材料4748CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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静强度有限元分析静强度有限元分析（4）定义属性 通过2D Property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。51CATIA静强度有限元分析（4）定义属性5152CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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静强度有限元分析静强度有限元分析（6）建立孔连接 通过General Analysis Connection为拉带上的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。54CATIA静强度有限元分析（6）建立孔连接5455CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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。55CATIA静强度有限元分析（6）建立孔连接5556CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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。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Surface 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5757（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5858（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（7）定义面的焊接关系595960CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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。60CATIA静强度有限元分析（8）施加载荷6061CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（9）求解计算 点击Compute,选择Static Case Solution.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。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静强度有限元分析静强度有限元分析CAE钥匙钥匙锁锁？使用使用熟悉熟悉精通精通用用在日常当中在日常当中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静强度有限元分析静强度有限元分析在CATIA软件中打开装配体模型如下：一一、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，将用三角形壳网格工具，将纵梁进行壳网格划分纵梁进行壳网格划分。67CATIA静强度有限元分析（2）进入高级网格工具，对壳网67（3）进入通用结构分析工具，进行下一步处理。（3）进入通用结构分析工具，进行下一步处理。6869CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（4）定义材料 选择Metal下的Steel材料，单击OK。69CATIA静强度有限元分析（4）定义材料69（5）进行实体网格划分 对实体结构进行4边型网格划分。CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（5）进行实体网格划分 CATIA静强度有限元分析70（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71（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72（7）创建虚拟体，模拟发动机（7）创建虚拟体，模拟发动机7374CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析 为所有的实体、壳和各种连接单元赋予属性。（8）定义属性74CATIA静强度有限元分析 （8）定义属性7475CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（9）定义约束约束纵梁两个端的边线约束纵梁两个端的边线75CATIA静强度有限元分析（9）定义约束约束纵梁两个端的7576CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（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。76CATIA静强度有限元分析（10）施加载荷7677CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析（11）求解计算查看结果77CATIA静强度有限元分析（11）求解计算查看结果 7778CATIA静强度有限元分析静强度有限元分析使用使用 CATIA CAE熟悉熟悉 CATIA CAE精通精通 CATIA CAE 用在日常当中用在日常当中!谢谢！谢谢！78CATIA静强度有限元分析使用 CATIA CAE谢谢78