详解Catia静态有限元分析
catia有限元分析
catia有限元分析声明:该文章由文鼎教育汇编、转载，版权归原作者所有.南京catia有限元分析培训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文鼎教育集团—南京声明:该文章由文鼎教育汇编、转载，版权归原作者所有.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。
文鼎教育集团—南京声明:该文章由文鼎教育汇编、转载，版权归原作者所有.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。
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
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。
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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
装配件catia有限元分析
装配件的有限元分析1、打开装配件。
2、进入工作台在菜单栏中选择【开始】→【分析与模拟】→【Generative Structural Analysis】命令，进入【结构有限元分析】工作台。
3、进入分析模块进入【结构有限元分析】工作台后，弹出窗口【New Analysis Case】,如图3-1所示，选择【Static Analysis】选项,单击【确定】按钮，生产一新分析算题。
3-1装配件有限元模型4、指定材料 (material)点击工具栏图标来指定零件材料，系统可能弹出图3-2所示对话框，提示没有中文材料库，确定即可；弹出图3-3所示对话框，左键点击【Analysis Manager】模型树内【Rubber】, 再点击材料库对话框内【Other】卡片下的【rubber】，【确定】完成橡胶主簧材料的指定。
3-2无中文材料库报错对话框3-3材料指定对话框同理定义上液室、惯性通道体、下液室均、橡胶底模为铝制材料【aluminium】，外壳为橡胶【rubber】。
5、网格划分（nodes and elements）双击模型树中的来调整rubber的单元划分参数，则弹出图3-4所示四面体网格密度定义对话框，输入图中所示数值，完成网格参数修正。
同理对其他部分划分网格。
3-4网格划分密度定义对话框6、定义约束(Restraints)装配件通过橡胶底模用螺栓固定在车身或车架上，可以用橡胶主簧和外壳的完全固定来模拟分析，单击【Restraints】工具栏中的【Clamp】按钮，弹出图3-5所示【Clamp（夹紧）】定义对话框，选择橡胶主簧上表面和外壳下表面固定，【确定】完成约束定义。
3-5、定义约束7、定义装配件接触约束定义在左边的模型树中将【Links Manager.1】展开，显示出装配件下面的约束，选择【曲面约束.1】，单击【Connection Properties】工具栏中的【Fasten Connection Property】按钮，弹出如图3-6所示对话框，对话框显示已经选择了一个约束，单击【确定】按钮，关闭窗口。
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有限元分析步骤及分析实例
Catia有限元分析步骤及分析实例Catia--Catia有限元分析步骤： 1，准备分析的零件模型 2，施加载荷与约束3，求解4，观察结果5，分析结果6，更改设计与重新求解 7，重新分析结果分析实例--虎钳螺杆结构分析 1，准备分析的零件打开装配文件Drill_Press.CATProduct左键击操作Manipulation图标在对话框中点选Y平移选With respect to constraints沿Y轴拖拽slidingjaw零件显示装配结构已适当的约束OK关闭对话框在模型树展开screw零件右键选Steel选Properties选Analysis查看材质的结构属性OK关闭属性窗口在主菜单选Edit选Links… 选Pointed documents选Screw.CATPart点选Open打开简化零件模型右键在模型树选CircPattern.1选CircPattern.1 object选Deactivate对CircPattern.2重复以上步骤在主菜单选Start选Analysis & Simulation选Generative Structural Analysis在New Analysis Case窗口选Static AnalysisOK2，施加载荷与约束选Clamp图标如图选螺杆末端螺纹表面 OK选Force图标如图选螺杆端面在X框键入950lbf 在Y框键入-50lbf OK3，求解选Elfini Storage Location图标用Modify定义结果存储路径选Compute图标选PreviewOK几秒后出现估算时间的窗口点选Yes求解计算4，观察结果点选visualisation图标的黑箭头选Applies customized view parameters 图标在窗口选取MaterialsOK点选Von Mises图标在模型树右键选Nodes和Elements and Properties选Properties选Hide/Show隐藏在有限单元上移动鼠标观察各节点的结果数值如图双击颜色板键入20替代10 OK修改结果显示效果5，分析结果点选Cut Plane图标在主菜单视图选右视图如图如图选弧线旋转切削面不选Show Cutting Plane在横切面移动鼠标观察各节点的结果数值CLOSE点选Search Image Extrema图标如图设置OK显示最大和最小值点选Deformation Scale Factor图标增大变形比例数点选Animate图标察看变形动画演示，适当调整速度CLOSE点选Deformation图标察看变形网格图6，更改设计与重新求解从分析结果发现最大应力大于材料屈服强度，需修改设计在模型树双击screw进入设计模式双击sketch.3修改尺寸如图 退出[UPLOAD=gif]在模型树双击Finite Element Model 点选Compute图标计算点选Von Mises图标察看结果点选Search Image Extrema图标OK显示最大和最小值。
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有限元工程结构分析
CATIA有限元工程结构分析引言有限元分析是一种用于工程结构和材料的计算方法，它将连续物体分割为许多小的有限元，然后通过数值方法对这些有限元进行计算，以模拟真实物体的行为。
CATIA是一种常用的三维建模和分析软件，它提供了强大的工具和功能，可用于进行有限元工程结构分析。
本文将介绍CATIA中有限元分析的基本原理、使用方法和应用场景，并讨论一些常见的有限元分析模型和技术。
有限元分析基本原理有限元分析的基本原理是将连续物体离散化为有限个小的、相互连接的有限元，并通过数值方法对这些有限元进行计算，以模拟物体的静态或动态行为。
在CATIA中，有限元分析主要涉及以下几个方面：1.几何建模：CATIA提供了丰富的建模工具，可以创建各种复杂的三维几何形状。
在有限元分析中，首先需要将实际物体的几何形状建模成CATIA中的几何实体，以供后续分析使用。
2.网格划分：在有限元分析中，连续物体被划分为许多小的有限元，这些有限元之间通过节点相连形成网格。
CATIA提供了网格划分工具，可以自动或手动将几何实体划分为网格。
3.材料特性定义：有限元分析需要定义物体的材料特性，例如弹性模量、泊松比和密度等。
CATIA提供了材料库和材料编辑工具，可以方便地定义和管理材料特性。
4.约束和加载条件设置：在有限元分析中，需要设置物体的约束条件和加载条件，以模拟外部加载对物体的影响。
CATIA提供了丰富的约束和加载条件设置工具，可以灵活地定义各种约束和加载条件。
5.计算和后处理：CATIA可以使用各种数值方法对有限元模型进行计算，并根据计算结果生成分析报告和可视化结果。
CATIA提供了强大的后处理功能，可以对分析结果进行可视化、动画展示和数据分析。
CATIA有限元分析使用方法CATIA的有限元分析功能主要通过工作台的“CAE”模块提供。
下面是进行CATIA有限元分析的基本步骤：1.建立几何模型：使用CATIA提供的3D建模工具创建物体的几何模型。
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
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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。
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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。
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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。
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。