【2019年整理】四缸发动机曲轴的CATIA建模即ANSYS模态分析

目录

1. 绪

论 ...........................................

(2)

1.1

研究背

景 ........................................

(2)

1.2

研究内

容 ........................................

(2)

1.3

所用软件的介

绍 (2)

2 曲轴的 CATIA三维建

模 (3)

2.1. 创建第一平衡

重 ...........................................

(3)

2.2 创建第一曲拐及第二平衡重 .................... 错误！未定义书签。

2.3

创建第二轴颈及第三平衡

重 (6)

2.4

创建第二曲拐及第四平衡

重 (8)

2.5 通过镜像创建四缸发动机的全部曲拐及平衡重 (10)

2.6

创建曲轴前端特

征 ...........................................

. 11

2.7

创建曲轴后端特

征 ...........................................

. 19

2.8

完成曲轴的完整模型，并保

存 (22)

3. 曲轴的 ANSYS有限元分

析 (23)

3.1

CATIA文件导入 ANSYS并显示实

体 (23)

3.2

网格划分及添加约

束 (23)

3.3

进行模态分析前处

理 (24)

3.4

开始进行模态分

析 ............................................

.. 25

3.5

进行扩展模态分

析 ............................................

.. 26

3.6

结果分

析 ........................................

(35)

4. 结

论 ...........................................

(35)

参考文

献 . ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

1.绪论

1.1 研究背景

1.2 研究内容

某曲轴的有限元分析或模态分析，用 catia 软件进行三维实体建模，然后生成的实体导入有限元分析软件 Ansys 中进行曲轴的强度分析和模态分析。

1.3 所用软件的介绍

(1)CATIA 软件：

CATIA是法国达索飞机公司开发的高档CAD/CAM软件。目前在中国由IBM 公司代理销售。 CATIA软件以其强大的曲面设计功能而在飞机、汽车、轮船等设计领

域享有很高的声誉。 CATIA的曲面造型功能体现在它提供了极丰富的造型工具来支

持用户的造型需求。比如其特有的高次Bezier 曲线曲面功能，次数能达到15，能满足特殊行业对曲面光滑性的苛刻要求。而我们现在所用到的CATIA 的功能是三

维实体建模！

(2)Ansys 软件：

ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元

分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与

多数 CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN,Alogor, I －DEAS,AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。软件主要包括三

个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建

模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包

括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介

质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线

显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到

结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。

2曲轴的 CATIA 三维建模

打开 CATIA软件，新建一零件图，即“part ”模式。进行零件建模程序。

2.1 创建第 1 平衡重

（1）选取 XY 平面为草图参考平面，然后单击工具栏中的“草图”图标，进入草

图绘制模式。

（2）用工具栏上的“圆”命令，以原点为圆心，绘制直径为“42”的圆。

图2-1

（3）退出“草图”将该面拉伸成厚为“ 21”柱体。单击生成的柱体的一圆截面，进入“草图”模式，绘制平衡重的草图形状。

图2-2

（4）退出草图，完成对新建明面形状的拉伸。生成平衡重的三维模型。厚度为19

图 2-3

2.2 创建第一曲拐及第二平衡重

（1）单击新生成的实体的另一表面，并进入“草图”模式，绘制曲拐的草图。

图 2-4

（2）退出“草图”编辑，拉伸曲拐实体。