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。
14
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。
15
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
4
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。
16
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。
17
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。
18
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。
61
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。
62
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。
CATIA有限元分析计算实例完整版
CATIA有限元分析计算实例完整版CATIA是一种强大的三维建模和设计软件，广泛应用于制造和工程领域。
它具有一系列功能强大的工具，可以进行有限元分析（FEA）计算。
有限元分析是一种工程分析方法，用于模拟和评估物体在各种载荷和边界条件下的性能和行为。
下面是一个使用CATIA进行有限元分析的示例：1.首先，打开CATIA软件并创建一个新的零件文件。
选择适当的模板和单位。
2.在零件文件中创建几何形状。
可以使用CATIA的建模工具来创建复杂的几何形状，或者导入现有的几何数据。
3.完成几何形状后，选择有限元分析工作台并打开分析模块。
这将打开有限元分析的工具和界面。
4.网格划分：在分析模块中，选择网格划分工具。
这将自动将几何形状划分为小的有限元单元，以便进行计算。
可以选择不同的划分方法和网格密度，以满足特定的计算需求。
5.材料属性定义：选择材料定义工具，为每个划分单元指定适当的材料属性。
可以从材料库中选择现有材料，也可以手动输入自定义材料属性。
6.边界条件设定：选择边界条件工具，为模型的不同部分设置适当的边界条件。
这可能包括约束、载荷和外部条件等。
可以通过使用图形界面或数值输入来定义这些条件。
7.求解器选择和设置：选择合适的求解器，并根据需要进行设置。
CATIA提供了多种求解器选项，包括静态、动态、热力学和疲劳分析等。
8.运行计算：在完成所有前期设置和准备工作后，开始运行有限元分析计算。
CATIA将自动执行计算，并生成相应的结果。
9.结果评估：一旦计算完成，可以使用CATIA的结果评估工具来查看和分析计算结果。
这包括位移、应力、变形和应变等。
10.优化和改进：根据需要，可以根据计算结果进行优化和改进。
CATIA提供了自动优化和参数化建模工具，可以帮助用户更好地改进设计。
通过以上步骤，可以使用CATIA进行完整的有限元分析计算。
CATIA的有限元分析模块提供了一整套功能和工具，使用户能够轻松地模拟、分析和评估复杂的工程问题。
CATIA_有限元分析
CATIA_有限元分析有限元分析是一种数值分析方法，用于模拟实际结构或部件在应力和变形等方面的行为。
它可以帮助工程师提前预测产品在使用过程中的性能和强度，并优化设计以满足要求。
CATIA提供了一套完整的有限元分析工具，包括建模、网格划分、加载和求解等功能。
在CATIA中进行有限元分析的第一步是建立几何模型。
CATIA提供了各种建模工具，可以帮助工程师创建几何形状，包括直线、曲线、曲面等。
几何模型可以通过绘制2D概念图或直接建立3D实体来创建。
CATIA还支持导入其他CAD软件创建的几何模型。
完成几何建模后，CATIA提供了一个功能强大的网格划分工具，用于将几何模型转换为有限元网格。
有限元网格是由无数个小单元组成的，每个小单元代表了结构的一小块。
网格划分的精度直接影响到有限元分析结果的准确性和计算速度。
CATIA提供了不同的网格划分算法和参数设置来满足不同的需求。
网格划分完成后，工程师可以指定加载和边界条件。
CATIA允许用户在结构上施加各种不同类型的力、压力和约束，以模拟真实的工况。
加载和边界条件的设置需要一定的工程经验和知识，以确保分析结果的可靠性。
一旦加载和边界条件设置完成，CATIA会自动求解有限元问题，并生成相应的结果。
结果包括应力、应变、变形等数据，可以用来评估产品的性能和可靠性。
通过分析结果，工程师可以确定哪些地方需要改进，并进行优化设计。
CATIA的有限元分析模块不仅能够进行静态分析，还支持动态分析、热分析、疲劳分析等不同类型的分析。
它还提供了一系列的后处理工具，用于可视化和解释分析结果。
工程师可以通过图形和表格等方式来展示和报告分析结果。
总结起来，CATIA的有限元分析功能为工程师提供了一个全面的工具集，用于分析和优化产品的性能和设计。
它可以帮助工程师在设计阶段解决问题，减少试错成本，提高产品的质量和效率。
在CATIA的指导下进行有限元分析，工程师可以更好地理解产品的行为，并做出更合理的设计决策。
catia有限元分析模块
目 录
• catia有限元分析模块简介 • catia有限元分析模块的基本操作 • catia有限元分析模块的高级功能 • catia有限元分析模块的案例分析 • catia有限元分析模块的未来发展
01 catia有限元分析模块简 介
什么是有限元分析
有限元分析（FEA）是一种数值分析方法，用于模拟和分析复 杂结构的力学行为。它通过将连续的结构离散化为有限个小的 单元（或称为元素），然后利用数学方法来求解这些单元的响 应，从而得到整个结构的性能。
1. 建立汽车整体和局部结构的有限元模型。
03
2. 定义材料属性，包括各材料的弹性模量、泊松比、 密度和抗撞性能参数等。
案例二：汽车碰撞安全性分析
01
02
03
04
3. 设定碰撞条件，如碰 撞速度、碰撞角度等。
4. 进行碰撞模拟，记录 碰撞过程中各节点的应 力、应变和位移等数据。
5. 分析碰撞结果，评估 汽车结构的安全性能。
03 catia有限元分析模块的 高级功能
非线性分析
非线性分析
能够模拟复杂的非线性行为，如塑性变形、弹性变形、超弹性等。
材料非线性
支持多种非线性材料模型，如弹塑性、粘塑性、损伤和断裂模型等。
边界条件和载荷非线性
能够处理复杂的边界条件和载荷，如随时间变化的载荷和位移约束。
动力学分析
模态分析
计算系统的固有频率和模态形状，用于评估系统 的振动特性。
CATIA有限元分析模块提供了强大的前后处理工具，可以 方便地创建和编辑模型、划分网格、定义边界条件和载荷 等，提高了分析的效率和精度。
多种求解器支持
CATIA有限元分析模块支持多种求解器，如Nastran、 Abaqus、Marc等，可以满足用户不同的分析需求。
Catia静态有限元分析指南
Catia静态有限元分析指南注意：在进行有限元分析之前，必须赋予零件材质属性。
切换到GPS模块时出现的对话框说明如下：缺省情况下，CATIA会自动计算并为每个零件赋予网格特性。
网格特征可以删除和添加。
一、模型管理创建四面体网格，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。
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。
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、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。
详解Catia静态有限元分析
Catia静态有限元分析指南注意：在进行有限元分析之前，必须赋予零件材质属性。
切换到GPS模块时出现的对话框说明如下：缺省情况下，CATIA会自动计算并为每个零件赋予网格特性。
网格特征可以删除和添加。
一、模型管理创建四面体网格，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。
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。
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、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。
CATIA有限元分析计算实例1
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【1】。
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【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【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100，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100。
用同样的方法修改第二个圆的直径尺寸为50。
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。
图11－10 修改直径尺寸后的圆图11－11【工作台】工具栏（5）拉伸创建圆筒点击【基于草图的特征】工具栏内的【凸台】按钮，如图11-12所示。
catia有限元分析简述
前言运用固体力学理论（包括结构力学、弹性力学、塑性力学等）对结构进行强度和刚度分析，是工程设计的重要内容之一。
随着科学技术的进步和生产的发展，工程结构的几何形状和载荷情况日益复杂，新的材料不断出现，使得寻找结构分析的解析解十分困难，甚至不可能，因而人们转而寻求近似解。
1908年，W.Ritz提出一种近似解法，具有重要意义。
它利用带未知量的试探函数将势能泛函近似，对每一个未知量求势能泛函的极小值，得到求解未知量的方程组。
Ritz法大大促进了弹性力学在工程中的应用。
Ritz法的限制是试探函数必须满足边界条件。
对于几何形状比较复杂的结构来说，寻找满足整个边界条件的试探函数也非易事。
1943年，R.Couran对Ritz法做了极其重要的推广。
他在求解扭转问题时，将整个截面划分为若干个三角形区域，假设翘曲函数在各个三角形区域内做近似线性分布，从而克服了以前Ritz法要求整体近似函数满足全部边界条件的困难。
Couran这样应用Ritz法与有限元法的初期思想是一致的。
但是这种近似解法要进行大量数值计算，在当时还是个难题。
因此，未能得到发展。
有限单元法是采用计算机求解数学物理问题的一种数值计算近似方法。
它发源于固体力学，后迅速扩展到流体力学、传热学、电磁学、声学等其它物理领域。
固体力学有限元法的理论依据，从发展历史看，主要有三种途径，即结构矩阵法、变分法和加权余量法。
整个计算过程是泰国编制好的程序在电子计算机上自动进行。
它具有极大的通用性，在程序功能范围内，只要改变输入的数据，就可以求解不同的工程实际问题。
这种解法完全改变了解析法中针对一种实际问题寻找一种解法的局限性。
在1946年电子计算机诞生以后，首先采用它进行数值计算的是杆系结构力学。
它的理论依据是由结构力学位移法和力学演变成的矩阵位移法和矩阵力学，统称为结构矩阵法。
它采用矩阵代数运算，不仅能使算式书写简明，而且编制计算机程序非常方便。
结构矩阵法的力学概念清楚，全部理论公式按结构力学观点讲都是准确的，仅在数值计算过程中，由于计算机存储位数的限制，造成舍入误差。
CATIA有限元分析模块
CATIA有限元分析模块CATIA有限元分析模块是一种用于进行结构分析的强大工具。
它是CATIA软件的一部分，可以用于设计和分析各种产品和系统的结构行为。
有限元分析（FEA）是一种数值方法，用于预测结构在施加外部荷载时的行为。
CATIA的有限元分析模块提供了一些功能和工具，使用户可以进行结构分析，以评估和优化其设计。
1.建模和网格化：模型建立是进行有限元分析的第一步，CATIA提供了强大的建模工具，可以帮助用户轻松快速地创建几何模型。
一旦模型建立完成，用户可以使用网格化工具将模型分解为有限元网格，以进行数值分析。
CATIA提供了多种网格化选项和控制参数，以满足不同分析需求。
2.材料和断面属性：有限元分析需要指定材料的力学性质和截面属性。
CATIA提供了丰富的材料数据库，用户可以从中选择材料，并指定其力学性质。
此外，CATIA还提供了多种截面属性的定义方式，以适应不同的分析需求。
3.边界条件和加载：在进行有限元分析之前，用户需要定义结构的边界条件和加载情况。
CATIA提供了多种边界条件的定义选项，如约束条件和连接条件。
用户可以指定结构的自由度边界条件，以及不同类型的加载条件，如力、压力、温度等。
4.求解和后处理：一旦定义了模型、材料和加载条件，用户可以使用CATIA的求解器来解算有限元方程组，得到结构的响应结果。
CATIA提供了多种求解方法和选项，以满足不同的求解需求。
求解完成后，用户可以通过后处理工具来可视化和分析结果，如应力分布、变形图等。
5.优化和参数化：CATIA的有限元分析模块还提供了优化和参数化分析的功能。
用户可以使用优化工具来优化结构的设计，以满足给定的性能指标。
此外，CATIA还支持参数化建模，用户可以通过改变设计参数来研究不同设计方案的性能。
总的来说，CATIA的有限元分析模块是一个功能强大的工具，可以帮助用户进行结构分析，并评估和优化其设计。
它提供了多种功能和工具，使用户能够轻松地进行模型建立、网格化、材料和加载定义、求解和后处理等操作。
catia静强度有限元分析
CATIA静强度有限元分析
c)定义换档摇臂和四脚支架总成销连接关系的属性 选择Fastened Connection Property，Supports选择模型树上的 general Analysis Connection.1，或则选择3D模型上的 ，点击确定。 完成后要激活网格可视化。注意区分两组连接的差别，面面连接和远距离 连接选用不同的命令。
12
CATIA静强度有限元分析
（7）建立连接关系 a)建立换档摇臂和四脚支架总成的销连接的连接关系:
选择
命令，隐藏四脚支架总成，在First component中选择换
档摇臂销孔的内表面，显示四脚支架总成，隐藏换档摇臂，在Second
component中选择四脚支架总成的销轴的外表面，单击确定，在模型树
20
CATIA静强度有限元分析
（12）求解计算 选择 命令，在Compute中选择Analysis Case Solution Selection,然
后在Solution(s) to Be Computed中选择模型树上的Static Case Solution.1，点击确定，弹出计算的信息，选择Yes开始计算。
模型树上右键隐藏四脚支架总成，再选择连接支架与四脚支架总成接触的
表面，出现了约束符号
，完成接触约束，再将隐藏的四脚支架总成
显示出来。
连接关系也可以在分析模块定义，本操作是为说明在装配模块中定义的
连接关系同样适用于分析模块。
8
CATIA静强度有限元分析
（3）定义材料属性 选择 命令，弹出错误提示（由于材料库不支持中文显示的原因），
树中出现Analysis connection.1，表示已经成功建立了连接。
CATIA_有限元分析
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
14
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。
15
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。
59
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。
60
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。
61
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。
62
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。
5
CATIA静强度有限元分析
2、CATIA有限元模块介绍
48
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。
49
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。
24
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。
25
（4）定义材料 也可通过User Material按钮自定义材料参数。
26
CATIA静强度有限元分析
29
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。
30
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。
31
CATIA静强度有限元分析
赋值0.5mm。
10
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。
11
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。
63
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）
7
CATIA静强度有限元分析
（1）选择分析类型： 选择Static Analysis（静态分析）。
8
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
9
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
21
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
22
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。
23
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。
27
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。
28
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。
37
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
38
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。
34
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）。
35
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。
36
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。
6
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
56
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。
57
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。
58
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。
42
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。
43
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。
44
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。
54
（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。
55
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。
45
（4）定义属性
CATIA静强度有限元分析
Support选择目标零件。
46
（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。
47
（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。
39
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）。
2
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
3
CATIA静强度有限元分析
示，施加扭矩。
16
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。