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1、*欧阳光明*创编2021.03.07、CATIA有限元分析学习基础欧阳光明(2021.03.07)如学习实体零件有限元分析，应当先学习零件创建相关模块，如part design零部件设计；模块如订如学习车身零件有限元分析，应当先学习曲面创建、零件创建相关wireframe and surface Design 线框和曲面设计，enerative shape design创成式外形设计。如学习总成有限元分析，应当先学习 够assembly design装配件设计还需要熟悉catia 般操作，如放大缩小旋转平移。二、有限元分析一般步骤 建立几何零件建立网格添加材料属性设定边界条件/施加力- 计算-
2、结果查看 对于实体零件，在进入分析模块后， catia 自动生成网格，所以为了 方便，一般实体零件，在进入分析模块之前，先添加材料属性 I曰。如果忘了添加，在进入分析模块时，会跳出对话框提示。VaryingsLi st of detected warningsIV -il Til ngENateri al l s not properly defined on E(也可以在进入后添加，比较麻烦。删除网格、3d,在手动添加材料，建立网格，3d)对于中文版catia，添加材料属性时，会跳出对话框，提示没有找到 中文的材料库。可以忽略。解决这个问题，只需要在安装目录下的 materials 文件夹中
3、创建 Simplified_Chinese (可能需要注意大小写)文件夹，并将原 materials目录下的Catalog.CATMaterial拷贝到其中就可以了。三、CATIA有限元分析模块它可以进行的分析有雉Static case静态分析， ()Frequency case 模态分析， Buckling Case 挠度分析， Combined case 组合分析等。 本次入门介绍静态分析和模态分析。四、界面介绍1、model manager 模型管理2、loads 载荷3、restraints 约束4、compute 计算5、image 云图6、analysis tools 分析工具7、
4、analysis supports 连接支持8、connection propertis 连接属性9、virtual parts 虚拟零件10、网格规范11、Groups 群组12、计算存储处理13、material on analysis connection 连接支持的材料14、modulation 模态15、analysis assembly 2d viewer 分析总成结构树 分析文件的结构五、入门命令创建四面体网格，用于3D体单元网格划分。创建2D面网格，用于面和板壳单元网格划分。创建实体特性，缺省情况下，CATIA自动为part赋予实体特 性。创建壳单元特性。13创建夹紧约束，在选
5、择的几何体上固定所有的自由度。 孩创建面滑动，生成面约束连接，面上的点可以沿刚性的面滑动。 驾创建分布力，生成等价于在一点上加载的存力的力的系统（给定 的是合力，并力矩为零）副计算目标。应力云图列应变云图六、静力分析-举例1、环境设定 1）进入分析模块，最好关闭自动保存（工具 选项-常规无自动保存），以避免保存中间数据*欧阳光明*创编2021.03.072）关闭高速缓存 （工具选项-产品结构高速缓存管理不使 用高速缓存系统）3)视图方式改为自定义旦或者带材料着迺!自定义设定如下视圈方式定制銭和点边和点七所有边o半可见的平滑边O无平滑边所有点O无顶点面上的色悉边轮糜逐讦等参数的网格-着色0高洛淒
6、 d材料O三角形O透明隗議的边和点动态除去喘藏线选项对毎亍对魏渲染拝式自定义与带材料着色的区别在第一项是否显示 边和点4）更改单位，这个只是影响显示，不影响结果。将压力单位改为MPa。工具-选项-常规参数和测量-单位压力 2、打开 sampleOl.CATPart文件 3 、进入结构分析模块 开始 -分析与模拟 -GenerativeStructuralAnalysis4、选择Static Analysis创建一个静力分析实例5、添加约束注意Static Case静力实例下的Restraints约束集合下还没有项目1）创建面滑动约束2）点击夕，3）选择图示面（单击第一次选中，单击第二次取消）注
7、意，命令对话框的变化4）点击ok,完成约束建立，注意Restraints约束集合的变化6、创建分布力1）点击銅，并输入力（注意力分解成XYZ方向，Norm为自动计算出的合力）2）选择图示注意图示力的方向为合力方向3）点击Ok,注意loads.l集合变化7、计算1 ）设定计算过程存储位置（可以忽略,使用系统默认。但是大型 零部件需要注意存储空间是否足够）点击目，对话框提示可以在工具-选项一分析与模拟一External Storage中指定默认存储路径2）点击囲计算点击确定开始计算,如果模型建立正确,可以发现变化Surface Slider. 1Distributed Fmr匚巳.1Restrai
8、nts. 1Static Case Solution.1 t-W Sensors.1 匚匂Energy其中原来的世-待更新图标没有了1）应力云图J2）应变云图凸七、自由模态分析自由模态，是相对于约束模态，也就是零部件固有模态，不附加额 外质量。这个也是最简单的模态分析，可以用来验证有限元模型建 立是否正确。1 、插入 Frequency Case注意不选择 Restraints 约束 及 Masses 质量2、计算副.3、查看结果D应力云图J4)应力云图动画及频率分布one occurence 后的省略号，点击他由度，可以忽略。第 7阶开始为有效值。选择第 7阶，点击确定可以观看第 7阶下的应
9、力云图动画命令解释一、Model Manager 模型管理Mesh SpeciFi.创建实体特性,性。创建壳单元特性。參创建梁单元特性，分为以下几种:矩形，参数H和L。少创建四面体网格，用于3D体单元网格划分。 创建2D面网格，用于面和板壳单元网格划分。 _创建1D网格，用于线和梁单元网格划分。A1 4 艺Mesh Specifications 网格设定修改局部网格大小，达到网格划分不同密度的需要。 少修改网格类型，分为线性和非线性两种。令创建局部网格塌陷。Mesh Property网格属性缺省情况下，CATIA自动为part赋予实体特L汽VIh X 形梁，参数 H、L、Th 和 T。 用户自
10、定义的梁。才输入梁的参数数值。空!创建导入的梁特性。-检查模型，可以检查特性、连接和网格等方面，建议在进行计 算之前进行模型的检查。二、Adaptivity 网格规范贯创建适应性框，来修改网格规格。三、群组群组功能可以使你生成一组点、线、面和体的映像，方便操作。毎群组点。逐群组线。蠢群组面。 施群组体。四、连接特性切创建滑动连接，在共同的接触面上，垂线方向上两个体扣紧，切 线方向上可以相互滑动。坯创建接触连接，防止体在彼此共同接触面上分离。矽创建扣紧连接，使体在共同面上扣紧。创建压力装配连接，防止体在彼此共同接触面上分离。 晶创建螺钉固定连接，防止体在彼此共同接触面上分离。擇1创建刚性连接，在
11、体之间的共有边界上创建硬性的紧扣连接，表 现就好像共有面见具有无穷的刚性。吐刁创建柔性连接，在体之间的共有边界上创建紧扣连接，表现好像 它们之间是柔软的。竝创建虚拟刚性螺钉连接，只考虑使用螺钉装配式的拉紧压力， 而不包括螺钉。魏创建虚拟柔性螺钉连接，在一装配系统中指定边界作用。人自定义间隔连接，在一定的距离之内，指定单元的类型和关联 特性。乡创建点焊连接，在两体之间创建焊点连接。 乡创建焊缝连接，在两体之间创建焊缝连接。五、虚拟零件虚拟零件是创建的一种没有几何体支持的结构，在单个零件或装配 的结构分析中具有很大的作用。虚拟零件常用做在一定距离上传递 作用效果，这样它们可以被认为是刚性体，除了那
12、些利用弹性单元 的集中弹性体。仓I建刚性虚拟零件，生成硬性地传递作用效果的虚拟刚性零件。廳创建柔性虚拟零件，生成柔性的传递作用效果的虚拟刚性零件。*创建接触虚拟零件，生成接触传递作用效果的虚拟刚性零件。娜创建刚性弹簧虚拟零件，生成硬性的传递作用效果的弹簧虚拟零件。斛创建柔性弹簧虚拟零件，生成柔性的传递作用效果的弹簧虚拟零 件。0创建周期性条件，通过两个面之间联结一起的自由的角度来模拟周期条件，来承受作用效果。六、质量设备苜创建分布质量设备，在一给定的点上生成一个无结构的集中质量分布，等价于一个集中的整体质量。白创建线质量密度，在一线性几何上，用给定的一致的密度生成标 量的线质量区域。自创建面质
13、量密度，在一面几何上，用给定的一致的密度生成标量的面质量区域。七、约束13创建夹紧约束，在选择的几何体上固定所有的自由度。:仓I建面滑动，生成面约束连接，面上的点可以沿刚性的面滑动。 摘创建球连接，生成球形连接，允许一刚性体围绕给定的点旋转。 夕创建滑动，生成棱连接，允许一刚性体沿指定的轴滑动。 豪1创建旋转，允许一刚性体沿指定的轴旋转。夕创建滑动旋转，生成圆柱连接，允许一刚性体沿指定的轴滑动和 旋转。於创建高级约束，在选定的几何体上固定任意自由度。创建静态约束，在一零件上生成静态的固定的支持。八、载荷创建压力，在一面上生成压力载荷。驾创建分布力，生成等价于在一点上加载的存力的力的系统（给定
14、的是合力，并力矩为零）。B!创建分布力矩，生成等价于一存力偶得力矩系统（给定的是合力 矩，力为零）.亠创建分布轴承载荷，在圆柱上模拟接触载荷。丄导入力，从一文本文件或者excel文件中导入力，无论是在一面 上还是在虚拟零件上。尸导入力矩，从文本文件或者excel文件中导入力矩，在面上。 严创建线性力密度，在一零件边缘利用给定的统一强度生成一线性 力场。養创建面力密度，在一零件面上利用给定的强度生成牵引力场。 刊创建体积力，在一零件上利用给定的强度生成一定体积的力场。 U创建加速度，在一零件上生成统一的加速度场。*欧阳光明*创编2021.03.07風创建旋转，在一零件上生成一线性变化的加速度场。创建强迫位移，在选择的受约束的几何体上指定非零位移。 b创建温度场，用给定的温度加载实体。九、结果计算目指定外部存储，指定一个外部存储分析结果的路径。%清除数据，为了节省空间。甫创建临时数据存储路径。园计算目标。
