CATIA_有限元分析
CATIA有限元分析计算实例 完整版
CATIA有限元分析计算实例CATIA有限元分析计算实例11.1例题1 受扭矩作用的圆筒11.1－1划分四面体网格的计算（1）进入【零部件设计】工作台启动CATIA软件。
单击【开始】→【机械设计】→【零部件设计】选项，如图11－1所示，进入【零部件设计】工作台。
图11－1单击【开始】→【机械设计】→【零部件设计】选项单击后弹出【新建零部件】对话框，如图11-2所示。
在对话框内输入新的零件名称，在本例题中，使用默认的零件名称【Part1】。
点击对话框内的【确定】按钮，关闭对话框，进入【零部件设计】工作台。
（2）进入【草图绘制器】工作台在左边的模型树中单击选中【xy平面】, 如图11-3所示。
单击【草图编辑器】工具栏内的【草图】按钮，如图11-4所示。
这时进入【草图绘制器】工作台。
图11－2【新建零部件】对话框图11－3单击选中【xy平面】（3）绘制两个同心圆草图点击【轮廓】工具栏内的【圆】按钮，如图11-5所示。
在原点点击一点，作为圆草图的圆心位置，然后移动鼠标，绘制一个圆。
用同样分方法再绘制一个同心圆，如图11-6所示。
图11－4【草图编辑器】工具栏图11－5【轮廓】工具栏下面标注圆的尺寸。
点击【约束】工具栏内的【约束】按钮，如图11-7所示。
点击选择圆，就标注出圆的直径尺寸。
用同样分方法标注另外一个圆的直径，如图11-8所示。
图11－6两个同心圆草图图11－7【约束】工具栏双击一个尺寸线，弹出【约束定义】对话框，如图11－9所示。
在【直径】数值栏内输入100mm，点击对话框内的【确定】按钮，关闭对话框，同时圆的直径尺寸被修改为100mm。
用同样的方法修改第二个圆的直径尺寸为50mm。
修改尺寸后的圆如图11-10所示。
图11－8标注直径尺寸的圆草图图11－9【约束定义】对话框（4）离开【草图绘制器】工作台点击【工作台】工具栏内的【退出工作台】按钮，如图11-11所示。
退出【草图绘制器】工作台，进入【零部件设计】工作台。
CATIA CAE模块命令详解.pdf
一、CA TIA有限元分析学习基础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；如学习车身零件有限元分析，应当先学习曲面创建、零件创建相关模块如wireframe and surface Design 线框和曲面设计，generative shape design创成式外形设计。
如学习总成有限元分析，应当先学习assembly design装配件设计还需要熟悉catia一般操作，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---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。
如果忘了添加，在进入分析模块时，会跳出对话框提示。
（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.CA TMaterial拷贝到其中就可以了。
三、CA TIA有限元分析模块它可以进行的分析有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、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。
catia静强度有限元分析1
CATIA静强度有限元分析
（5）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。
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CATIA静强度有限元分析
（6）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。
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CATIA静强度有限元分析
（7）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
（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 （6）建立孔连接 （7）定义面的焊接关系 （8）施加载荷 （9）求解计算 （10）读取应力结果 （11）读取位移结果
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1、CATIA基本操作
CATIA静强度限元分析
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
示，施加扭矩。
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CATIA静强度有限元分析
（8）求解计算 点击Compute按钮，选择Static Case Solution.1进行求解计算。
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CATIA静强度有限元分析
（9）读取应力结果 通过按钮Von Miss Stress显示应力结果。
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CATIA静强度有限元分析
（10）读取位移结果 通过按钮Displacement显示位移结果。
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CATIA静强度有限元分析
（2）定义属性和材料
选择 命令，弹出下图所示对话框，选择Metal下的Steel材料，单击OK。
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CATIA静强度有限元分析
（2）定义属性和材料
单击 （3D Property） 命令，弹出下图所示对话框，在绘图窗口选择悬置支
catia静强度有限元分析1
CATIA静强度有限元分析
（5）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。
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CATIA静强度有限元分析
（6）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。
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CATIA静强度有限元分析
（7）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
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。
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一、实体零件分析方法
CATIA静强度有限元分析
[开始-分析与模拟-Generative Structural Analysis（通用求解器）]，弹出的模 块选择静力分析，并确定。
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CATIA静强度有限元分析
（1）装配体模型加载：
打开悬置支架Product产品模型，由于可以用接触关系模拟螺栓连接，选择所有 的螺栓及螺母，然后隐藏。
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CATIA静强度有限元分析
（2）定义属性和材料
选择 命令，弹出下图所示对话框，选择Metal下的Steel材料，单击OK。
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CATIA静强度有限元分析
（2）定义属性和材料
单击 （3D Property） 命令，弹出下图所示对话框，在绘图窗口选择悬置支
架实体，在Supports中显示在1 Body(on Publication),表示悬置支架已选中；激
CATIA模型仿真
CATIA模型仿真CATIA是一种专业的三维设计软件，广泛应用于航空、汽车、机械等行业。
在设计过程中，模型仿真是不可或缺的一环，它可以帮助工程师评估设计的性能和可行性。
本文将介绍CATIA模型仿真的原理和应用，以及如何进行模型仿真。
一、CATIA模型仿真的原理CATIA模型仿真是基于有限元分析原理的，有限元分析通过将复杂的物体划分成许多个小单元，通过求解各个小单元的力学方程得到整体的力学响应。
CATIA模型仿真主要包括以下步骤：1. 几何建模：在CATIA中，首先需要进行几何建模，即创建物体的几何模型。
这可以通过绘制、拉伸、旋转等操作完成。
2. 材料属性定义：在进行模型仿真前，需要定义材料的力学性质，比如弹性模量、密度等。
CATIA提供了丰富的材料数据库，可以选择合适的材料属性。
3. 网格划分：将几何模型划分成小单元网格，即有限元网格。
网格划分的精细程度决定了计算的准确性和计算速度。
4. 载荷和边界条件定义：在模型仿真前，需要定义载荷和边界条件，即作用在模型上的力、压力、约束等。
这些载荷和边界条件可以通过计算得到，也可以通过实验测量得到。
5. 求解计算：通过有限元分析方法求解模型的力学响应。
CATIA会自动计算每个小单元的应力、应变等参数，并将结果转化为整体的力学响应。
6. 结果分析：CATIA提供了丰富的结果分析工具，可以对仿真结果进行查看、分析和后处理。
比如通过云图、剖面图、动画等方式直观地展示模型的力学响应。
二、CATIA模型仿真的应用CATIA模型仿真在各个领域都有广泛的应用，包括航空航天、汽车、机械等。
以下是几个典型的应用案例：1. 航空航天领域：在飞机结构设计中，CATIA模型仿真可以帮助工程师评估飞机在各种载荷条件下的强度和刚度。
通过对机翼、机身等部件进行仿真分析，可以优化结构设计，提高飞机的安全性和性能。
2. 汽车领域：CATIA模型仿真可以应用于汽车的碰撞仿真、结构强度仿真、疲劳寿命仿真等方面。
Catia静态有限元分析-设计优化后杠支架
Catia静态有限元分析-设计优化后杠支架
一．后杠受力分析；
后杠重量：m1=20Kg，假设后杠坐4人，则重量m2=4*75KG=300Kg，m=m1+m2=320Kg
后杠本体重心位置如图，后杠本体重心处受垂直方向的力为G=320*10=3200N；
重心
二．现有后杠支架受力情况；
后杠支架材质Q235，板厚5mm：
由图得出：
a. 受力最大位置加强板处，最大应力度为256 MPa>235 MPa,超出材料本身的屈服强度，所以该支架结构不满足使用要求；
三．优化后杠支架结构；
1）后杠支架方案1：增加一块3mm 的加强板；
支架t=5
加强板t=3 支架t=5
由图得出：
a. 受力最大位置加强板处，最大应力度为202 MPa<235 MPa,所以该支架结构满足使用要求；
2）后杠支架方案2：
由图得出：
a.受力最大位置加强板处，最大应力度为195MPa<235 MPa,所以该支架结构满足使用要求；
3）后杠支架案3：
由图得出：
a.受力最大位置加强板处，最大应力度为202 MPa<235 MPa,所以该支架结构满足使用要求；
所以优化后最佳方案为方案3，即可满足构件强度要求，重量较之其他的轻，成本较低。
catia静强度有限元分析2
CATIA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
（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
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（2）定义材料 也可通过User Material按钮自定义材料参数。
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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
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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
（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
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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。
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CATIA静强度有限元分析
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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
1、CATIA基本操作
CATIA静强度有限元分析
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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。
CATIA软件模块详解
CATIA软件模块详解CATIA（Computer-Aided Three-dimensional Interactive Application）是一款广泛应用于航空航天、汽车、机械等行业的三维设计软件。
CATIA拥有众多的软件模块，每个模块都有各自的特点和功能。
本文将对CATIA软件的几个常见模块进行详细解析。
1. 零件设计模块零件设计模块是CATIA中最常用的模块之一。
通过这个模块，设计师可以创建、编辑和修改各种零件。
首先，设计师可以使用基本的绘图和建模工具创建基本几何形状，如线条、圆弧、矩形等。
然后，设计师可以使用各种操作将基本几何形状组合成复杂的零件，如旋转、拉伸、倒角等。
此外，零件设计模块还支持特征建模，使得设计师可以轻松创建具有特定形状和特征的零件。
2. 组装设计模块组装设计模块是CATIA中用于实现零部件组装的重要工具。
在这个模块中，设计师可以将各种零部件按照特定的方式组合在一起，形成一个完整的产品。
设计师可以使用插接、约束等功能确保零部件之间的正确位置和运动关系。
此外，组装设计模块还提供了冲突检查、碰撞检测等功能，帮助设计师确保产品在实际使用过程中没有任何问题。
3. 绘图模块绘图模块是用于在CATIA中创建二维绘图的工具。
设计师可以使用该模块创建各种工程图纸，如平面图、剖视图、装配图等。
绘图模块提供了丰富的绘图功能，如线条、尺寸标注、符号标注等。
设计师可以使用这些功能将三维设计转化为二维图纸，并将其用于制造、装配和维护过程。
4. 有限元分析模块有限元分析模块是CATIA中用于进行结构分析的重要工具。
设计师可以使用该模块对零件和装配体进行强度、刚度、振动等方面的分析。
有限元分析模块提供了各种分析方法和工具，如网格划分、边界条件设定、结果显示等。
设计师可以通过对分析结果的观察和评估来改进产品设计，并确保其在实际使用中具有良好的性能。
5. 加工制造模块加工制造模块是用于在CATIA中进行加工制造过程仿真和优化的工具。
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CATIA_有限元分析
CATIA是一款强大的三维建模和设计软件，也提供了有限元分析功能。
有限元分析是一种应用数值方法的工程分析技术，用于解决结构力学和热
传导等问题。
在CATIA中，用户可以通过有限元分析功能进行应力、变形、位移、热传导等问题的模拟和求解。
有限元分析的基本原理是将复杂连续体结构划分为许多小的几何单元，称为有限元。
这些有限元通过节点连接，形成一个有限元网格。
然后，在
每个有限元中使用适当的数学方程和边界条件，求解结构的应力、变形和
位移等参数。
CATIA的有限元分析工具提供了一系列的分析工具和功能，可用于静
力学分析、热分析、瞬态分析等。
用户可以根据需要选择适当的分析类型，并设定边界条件和材料特性等参数。
CATIA还提供了预处理和后处理工具，用于对有限元模型进行几何划分、网格划分、加载条件定义、求解结果可
视化等操作。
在使用CATIA进行有限元分析时，用户需要先建立一个几何模型。
CATIA提供了丰富的建模和设计工具，用户可以通过绘制线条、体素建模、曲面建模等方式创建几何模型。
在几何模型建立完成后，用户可以将其导
入到有限元分析模块中进行进一步的处理。
针对不同的分析类型，用户可以选择不同的有限元类型。
CATIA提供
了多种类型的有限元，如线性静力学元件、稳态热元件、弹性动力学元件等。
用户可以根据分析的具体需求选择适当的有限元类型，并将其应用于
几何模型中。
在输入有限元模型时，用户需要设置边界条件和材料特性等参数。
边
界条件包括约束和加载条件。
约束条件定义了模型的固定边界和约束方向，加载条件定义了施加在模型上的外部载荷。
材料特性包括弹性模量、泊松比、热传导系数等参数。
这些参数对模型的分析结果有重要影响。
完成有限元模型的输入后，用户可以进行求解和后处理。
CATIA提供
了高效的求解器，可以对有限元模型进行求解，并计算出结构的应力、变形、位移等参数。
在求解过程中，用户可以监控求解进度，并根据需要进
行求解参数的调整。
求解完成后，用户可以利用后处理工具对求解结果进行可视化和分析。
CATIA提供了丰富的后处理功能，包括应力云图、位移云图、变形云图等，可以直观地展示结构的行为和响应。
用户还可以导出求解结果，生成报告
和图表，用于工程设计和分析验证。
综上所述，CATIA的有限元分析功能提供了强大的工程分析工具，可
以模拟和求解结构力学和热传导等问题。
通过CATIA的几何建模和分析工具，用户可以快速建立复杂的几何模型，并对其进行有限元分析。
CATIA
的有限元分析工具使工程师能够更全面和准确地评估设计方案，在产品的
设计、改进和优化中发挥重要作用。