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。

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。

创建夹紧约束，在选择的几何体上固定所有的自由度。

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。

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）。

计算目标。

应力云图应变云图动画六、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2）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或者带材料着色。

自定义设定如下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.文件3、进入结构分析模块开始---分析与模拟---Generative Structural Analysis4、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.1约束集合下还没有项目1）创建面滑动约束2）点击，3）选择图示面(单击第一次选中，单击第二次取消) 注意，命令对话框的变化4）点击ok，完成约束建立，注意Restraints.1约束集合的变化6、创建分布力1）点击，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.1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，对话框提示可以在工具-选项—分析与模拟—External Storage中指定默认存储路径2）点击计算点击确定开始计算，如果模型建立正确，可以发现变化其中原来的待更新图标没有了约束及载荷图示的颜色也变成了蓝色8、结果查看（后处理）1）应力云图2）应变云图七、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.3、查看结果1）应力云图2）应变云图4）应力云图动画及频率分布点击more注意one occurence后的省略号，点击他注意到前6阶基本为0表示刚体6个自由度，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阶下的应力云图动画命令解释一、Model Manager模型管理Mesh Parts 零件网格化创建四面体网格，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。

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。

修改网格类型，分为线性和非线性两种。

创建局部网格塌陷。

Mesh Property网格属性创建实体特性，缺省情况下，CATIA自动为part赋予实体特性。

创建壳单元特性。

创建梁单元特性，分为以下几种：圆柱，参数R。

管状，参数R i和R o。

矩形，参数H和L。

匣形，参数L i、L e、H i和H e。

U形梁，参数H、L和T。

I形梁，参数H、L、T l和T h。

T形梁，参数H、L、T h和T l。

X形梁，参数H、L、T h和T l。

用户自定义的梁。

输入梁的参数数值。

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。

群组点。

群组线。

群组面。

群组体。

四、连接特性创建滑动连接，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。

创建接触连接，防止体在彼此共同接触面上分离。

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。

创建螺钉固定连接，防止体在彼此共同接触面上分离。

创建刚性连接，在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。

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。

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。

创建虚拟柔性螺钉连接，在一装配系统中指定边界作用。

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。

创建点焊连接，在两体之间创建焊点连接。

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，除了那些利用弹性单元的集中弹性体。

创建刚性虚拟零件，生成硬性地传递作用效果的虚拟刚性零件。

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。

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。

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。

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。

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。

创建面质量密度，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、约束创建夹紧约束，在选择的几何体上固定所有的自由度。

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。

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。

创建滑动，生成棱连接，允许一刚性体沿指定的轴滑动。

创建旋转，允许一刚性体沿指定的轴旋转。

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。

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。

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）。

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).创建分布轴承载荷，在圆柱上模拟接触载荷。

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。

导入力矩，从文本文件或者excel文件中导入力矩，在面上。

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。

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。

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。

创建加速度，在一零件上生成统一的加速度场。

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。

创建温度场，用给定的温度加载实体。

九、结果计算指定外部存储，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。

创建临时数据存储路径。

计算目标。