catia静强度有限元分析1
CATIA有限元分析教程
CATIA有限元分析教程CATIA是一款强大的CAD软件，广泛应用于设计和工程领域。
它不仅可以用于3D建模和装配设计，还可以进行有限元分析（FEA），这是一种用于预测和优化结构的数值方法。
以下是一个CATIA有限元分析的简要教程。
第一步是导入CAD模型。
CATIA支持导入不同格式的CAD文件，包括STEP、IGES和CATPart等。
选择合适的导入选项，并将CAD模型导入到CATIA中。
接下来，选择适当的有限元网格划分方法。
有限元网格是将结构划分成小元素的过程，用于数值计算。
常用的方法包括四面体法和四边形法。
网格划分的质量会直接影响有限元分析的准确性和计算效率。
在划分网格之后，定义材料属性和载荷条件。
根据结构的实际情况，选择适当的材料模型，并为材料指定相应的材料参数。
在指定载荷条件时，需要确定结构受力的位置和大小，并设置相应的边界条件。
完成前面的准备工作后，可以开始进行有限元分析。
CATIA提供了各种有限元分析求解器，包括静力分析、动力分析、热分析和优化等。
选择合适的分析类型，并设置求解器的参数。
然后，运行求解器并等待计算结果。
计算完成后，可以查看并分析有限元分析的结果。
CATIA提供了各种可视化工具，用于显示结构的应力、位移、应变等结果。
还可以使用剖面功能，查看特定截面上的应力分布。
通过对结果的分析，可以评估结构的性能，并优化设计。
最后，根据分析的结果，进行必要的设计优化。
根据这些结果，可以对结构进行各种修改，例如增加材料厚度、调整构型、改变几何形状等。
然后，再次进行有限元分析，以评估优化后的设计的性能。
总结起来，CATIA是一款功能强大的CAD软件，可以用于进行有限元分析。
通过正确导入CAD模型、划分适当的有限元网格、定义合适的材料属性和载荷条件、运行有限元分析求解器并分析结果，可以对结构的性能进行评估和优化。
这些步骤可以帮助工程师更好地理解和改进设计，提高产品的质量和效率。
CATIA有限元分析报告计算实例完整版
CATIA有限元分析报告计算实例完整版CATIA有限元分析是一种重要的工程分析方法，主要用于预测结构或零部件在特定载荷下的应力、应变和变形情况，从而指导设计改进和优化。
有限元分析通常需要进行大量的计算和数据处理，因此需要专业软件和工程知识来完成。
下面将介绍CATIA有限元分析报告的计算实例，以帮助理解其应用方法和结果展示。
1.问题描述假设我们需要对一个简单的梁进行有限元分析，以评估其在受到特定载荷时的应力情况。
该梁的尺寸为1000mm*100mm*10mm，材料为钢，载荷为1000N。
我们希望得到在梁上各个位置的应力分布情况，并据此判断结构是否安全。
2.模型建立首先在CATIA中建立梁的三维模型，包括尺寸、材料属性等信息。
然后选择适当的有限元分析模块，如ABAQUS或ANSYS，并将模型导入到该软件中进行网格划分和边界条件设置。
3.网格划分在有限元分析中，需要将结构划分为多个小单元（单元网格），以便进行数值计算。
通过划分网格可以更准确地模拟结构的行为，并得到更可靠的结果。
在CATIA中，可以通过设置单元种类、密度和边界条件等参数来进行网格划分。
4.载荷和约束设置在有限元分析中，需要定义结构的载荷（如力、压力等）和约束条件（如固定支撑、弹簧支撑等）。
在这个例子中，我们需要将1000N的载荷作用在梁的一个端点上，并在另一端点设置固定支撑。
5.求解和结果分析将载荷和约束条件设置完毕后，可以开始进行有限元分析求解。
软件将根据模型的几何形状、材料性质和加载情况，计算出结构在各个节点处的应力、应变等数据。
最后，可以根据计算结果生成报告，并进行结果分析和结构安全评估。
6.结果展示有限元分析报告通常包括结构的应力云图、变形云图、最大应力值等信息。
通过这些图表可以直观地了解结构在不同载荷下的响应情况，从而做出合理的结构设计和改进决策。
在这个例子中，我们可以展示梁上各个位置的应力分布情况，并与钢材的屈服极限进行比较，以评估结构的安全性。
CATIA有限元分析
CATIA有限元分析CATIA有限元分析是指使用CATIA软件来进行工程结构的有限元分析。
有限元分析是一种数值分析方法，通过将结构分割成若干个小的有限元单元，通过对这些单元的力学性能进行计算和求解，来预测和评估结构在不同工况下的应力、变形、疲劳寿命等性能。
1.轻松的建模能力：CATIA提供了丰富的建模工具，可以快速准确地建立复杂的结构模型。
用户可以使用CATIA的二维绘图、三维建模、参数化建模等功能，来创建几何模型。
2.自动网格划分：有限元分析的第一步是将结构模型划分成有限元单元网格。
CATIA提供了自动网格划分工具，可以根据用户的要求和精度设置，自动分割结构模型，并生成有限元单元网格。
3.强大的前处理功能：CATIA具有强大的前处理功能，可以设置分析的载荷、约束、材料属性等。
用户可以通过设置各种边界条件，对结构模型进行静力学、动力学、热分析等不同类型的分析。
4.精确的求解能力：CATIA使用先进的数值计算算法，能够高效准确地求解有限元分析问题。
它可以通过迭代等方法，计算结构在不同工况下的应力、变形、位移、模态等。
同时，CATIA还可以进行后处理，对分析结果进行可视化和分析。
5.多种分析类型：CATIA不仅可以进行静态分析，还可以进行动态分析、热分析、疲劳分析等多种类型的分析。
用户可以通过选择不同的分析类型，来预测和评估结构在不同工况下的性能。
总之，CATIA有限元分析是一种强大的工程分析工具，它可以用于设计、优化和验证各种类型的工程结构。
通过CATIA的有限元分析，工程师可以快速准确地评估结构的性能，并进行结构优化，提高产品的质量和可靠性。
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 有限元分析命令详解
（ a）
（ b）
图8-27形体的冯米斯应力图和图像编辑对话框
2. 位移显示（模态显示） 单击该图标，显示形体的位移图，见图 8-28 。双击该应力 图或特征树的 节点，将弹出图8-27（b）所示图像编辑对话框。 通过该对话框选择不同的频率阶数，即可得到相应的位移图。 图8-28是频率阶数为10时形体的位移图。
移值，参照图8-12。
图8-11位移载荷对话框
图8-12在夹紧约束上施加位移载荷
8.4 静态有限元计算过程和后处理 如果在进入工程分析模块时选择了 Static Analyses（见图81所示对话框），在确定了约束条件和施加载荷之后就可以进 行静态有限元计算和后处理工作。 例如上述零件的底部选择了夹紧约束，左孔施加了X、Y分 量均为-1000N的轴承载荷，右孔施加了X分量为1000N、Y分 量为-1000N的轴承载荷，见图8-13。
体单元或虚拟实体起作用），
图8-5高级约束对话框
例如约束图8-6所示形体外棱边的2（Y方向）和3（Z方 向）的平移自由度，第一自由度（X方向）未被约束， 因此X轴上无箭头。
图8-6 选择棱边为高级约束
4．静态约束 该功能使形体不能产生刚体运动，成为静定状 态（约束平移和旋转自由度）。操作步骤是：（1）
双击图8-26(a)所示特征树上频率分析工况节点
，弹出图8-26(b)所示频率参数对话框，在对话框中指定计算模 态的最高阶数，例如10。
（a） （b） 图8-26特征树和频率参数对话框
8.5.3显示动态分析结果 1. 冯米斯应力（Stress von Mises）显示
单击 图标，显示形体的冯米斯应力图，见图8-27（a）。双击该应 力图或特征树的节点 ，将弹出图8-27（b）所示图像编辑 对话框。通过该对话框选择不同的频率阶数，即可得到相应的应力图。
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 有限元分析命令详解
8.1 进入工程分析模块
1. 进入工程分析模块前的准备工作 （1）在三维实体建模模块建立形体的三维模型，为三维形体添
加材质，见4.7。
（2）将显示模式设置为Shading（着色）和Materials（材料）， 这样才能看到形体的应力和变形图，详见2.11.6。
2. 进入工程分析模块
选择菜单【 Start 】 【 Analysis & Simulation 】 【Generative Structural Analysis】弹出图8-1所示新的分析实 例对话框。 在对话框中选择静态分析（Static Analyses）、限制状态 固有频率分析（Frequency Analyses）还是自由状态固有频率 分析（Free Frequency Analyses），单击OK按钮，将开始一 个新的分析实例。
单击图标
，弹出对话框。（2）选择约束对象，同
时在形体附近显示静态约束标记 。
8.3 施加载荷 1. 均匀压力载荷 该载荷施加于曲面或平面，均匀分布，方向为表面的法向方 向。操作步骤为：（1）单击该图标 ，弹出图8-7所示施加 压力载荷对话框。（ 2）选择施加对象（表面）。（ 3 ）输入 压力数值（压强），参照图8-8。
体单元或虚拟实体起作用），
图8-5高级约束对话框
例如约束图8-6所示形体外棱边的2（Y方向）和3（Z方 向）的平移自由度，第一自由度（X方向）未被约束， 因此X轴上无箭头。
图8-6 选择棱边为高级约束
4．静态约束 该功能使形体不能产生刚体运动，成为静定状 态（约束平移和旋转自由度）。操作步骤是：（1）
图8-13选择了夹紧约束和施加了轴承载荷的零件
8.4.1计算 1. 确定存放计算数据和计算结果文件的的路径. 可以通过下面两种方法指定计算数据和结果存储路径： （1）选择图标 ，通过随后弹出的图8-14所示的确定存储路 径对话框输入计算数据和计算结果文件的的路径。
CATIA有限元分析计算实例
CATIA有限元分析计算实例CATIA是一种用于设计和制造的三维计算机辅助设计软件，它在各个行业都有广泛的应用。
其中，有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是CATIA中的一个重要功能，可以用于模拟和预测各种物理现象，并帮助设计者优化产品性能。
下面，我将介绍一个CATIA中的有限元分析计算实例，以展示其在工程设计中的应用。
假设我们正在设计一个汽车引擎盖。
我们想要在不同条件下评估引擎盖的结构强度和振动特性，以确保其能够坚固地保护发动机并满足相关的安全标准。
首先，我们需要创建一个引擎盖的三维模型。
使用CATIA的建模工具，我们可以绘制引擎盖的外形并添加必要的细节，如散热口和雨刷器孔。
建模完成后，我们可以对模型进行网格划分，将其划分为小的有限元单元，以便进行分析。
接下来，我们需要定义材料属性。
我们可以选择适当的材料，如钢或铝合金，并输入其弹性模量、泊松比和密度等参数。
这些参数将用于计算结构的应力和变形情况。
然后，我们需要定义边界条件。
引擎盖与车身连接，并受到来自风压和振动的作用。
我们可以将车身的约束定义为固定边界条件，并将风压和振动加载定义为外力边界条件。
这样，我们就能够在实际工作条件下模拟引擎盖的行为。
完成上述步骤后，我们可以运行有限元分析。
CATIA将根据定义的材料和边界条件，以及单元网格的约束，计算引擎盖在不同载荷下的应力和振动情况。
结果可以以颜色图或数值表的形式呈现，使我们能够直观地了解结构的性能。
分析完成后，我们可以评估引擎盖的结构强度和振动特性。
如果发现存在应力过大或振动过大的情况，我们可以进行优化设计。
例如，我们可以增加材料的厚度或在关键部位加强结构，以提高引擎盖的强度。
另外，我们还可以通过改变材料或结构来改善振动特性。
综上所述，CATIA的有限元分析功能为工程设计者提供了一个强大的工具，可以模拟和预测产品的性能。
通过进行有限元分析，设计者可以优化产品的结构和材料，以确保其满足设计要求并具有良好的性能。
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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
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。
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CATIA静强度有限元分析
2、CATIA有限元模块介绍
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CATIA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。
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CATIA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。
（4）定义材料 通过Material on Analysis Connection按钮给支架定义材料参数。
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CATIA静强度有限元分析
（4）定义材料 在材料库里选择Metal-Steel并点击OK确认。
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（4）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
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CATIA静强度有限元分析
（7）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。
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CATIA静强度有限元分析
（7）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。
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CATIA静强度有限元分析
赋值0.5mm。
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CATIA静强度有限元分析
（4）定义材料 通过Material on Analysis Connection按钮给转向管柱定义材料参数。
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CATIA静强度有限元分析
（4）定义材料 在材料库里选择Metal-Steel并点击OK确认。
12
（4）定义材料 也可通过User Material按钮自定义材料参数。
活
,在控制树下选择User Material.1，单击OK；此时悬置支架已被赋予
3D属性和Steel材料。
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CATIA静强度有限元分析
（3）网格显示
在模型树上的节点和单元行，选择右键-网格可视化，提示网格没有更新是否要 更新，选择yes,自动更新网格。
用求解器）
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CATIA静强度有限元分析
（1）选择分析类型： 选择Static Analysis（静态分析）。
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CATIA静强度有限元分析
（2）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）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
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CATIA静强度有限元分析
（2）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）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。
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CATIA静强度有限元分析
（5）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。
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CATIA静强度有限元分析
（6）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。
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CATIA静强度有限元分析
（7）施加载荷 通过Rigid Virtual Part按钮，建立支架的受力区域。
（1）提取表面 提取完表面后的模型如下图所示。
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CATIA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
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CATIA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。
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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
计）。
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CATIA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。
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CATIA静强度有限元分析
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。
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CATIA静强度有限元分析 3、CAE分析模块应用
（一）实体零件的分析-转向管柱强度分析 菜单栏中：start-Analysis and Generative Structural Analysis（通
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CATIA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。
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CATIA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。
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CATIA静强度有限元分析
（11）位移结果读取 通过Displacement读取位移结果。
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CATIA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。
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CATIA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。
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CATIA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。
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（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。
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CATIA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。
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（4）定义属性
CATIA静强度有限元分析
Support选择目标零件。
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（4）定义属性
CATIA静强度有限元分析
在对话框中勾选User-defined material并在结构树上选择User Material.1。
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（4）定义属性
CATIA静强度有限元分析
设置板件的厚度并点击OK。同理为其他板件定义2D属性。
Mesh size为5mm。
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CATIA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）。
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CATIA静强度有限元分析
（二）实体零件的分析-进水钢管支架强度分析 （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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CATIA静强度有限元分析
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。