CATIA教程之零件静力分析.docx
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CATIA教程之零件静力分析
第一节零件之静力分析
操作程序：
一、
二、
载入档案与变更单位
指定材质
三、
进入应力分析模组
四、
五、
六、
七、
夹持与负载
分析与结果网格重新设定分析与结果
载入档案与变更单位
1.开启档案
首先在下拉式功能表中选择File>Open指令，系统即显示如下图右之对话框，选取零件档Piston并按下开启档案按钮将之开启。
2.载入之活塞模型完成开启旧档之指令之後，系统显示模型档於绘图视窗。
零件档Pisto为n一活塞
如下图所示，该图档以mm为单位绘制而成
3.变更单位由於系统预设之材料资料库皆是SI标准单位，现在将零件之单位改为与资料库一致。
Catia之预设资料库以标准单位存入，可避免因单位系统之人为疏忽所造成之分析错误，也可避免加速度与力之换算时单位转换。
在下拉式功能表中选择Tool功s能表，系统即显示弹出式功能表如下图左。
选择Optio特n性选项後即进入其对话框，选择Units单位设定如下图右，其中显示系统预设之单位有长度及
惯性矩两项使用mm为单位
4.完成SI单位之设定
将长度及惯性矩两项改为使用m为单位，符合SI标准单位之要求。
完成设定之後系统之各物理量单位如下图所示。
5.显示现行长度单位为公尺完成单位系统之变更後，原本显示20mm之长度标注，改为以为其尺寸标注，如下图所示。
指定材质
在此可能读者会遇到如下图之错误讯息
要修正中文版无法与CATIAV5相R容3的问题，只要在CATI资A料夹中
的Ma
eri资al料夹建立一个Traditio
nal
Chi资ne料se夹，如下图所示：
然後再将Materi资al料夹中的复制到新建的Traditional_Ch资ine料se夹中即可
1.选取零件并指定材质
在静力分析中必须指定材料之刚性及其他机械性质，以便在执行分析时系统据以
建立刚性矩阵。
在下图左之模型树中以滑鼠左键点选零件，并按（指定材料）图示，切换至Meta金l属材料之页并选择Stee钢l材，如下图右所示。
下图为完成材料给定後，零件之彩现图形
三、进入应力分析模组
1.模型树中选取零件
完成SI单位之及材料性质之设定後，即可进入分析模组。
在模型树中以滑鼠左键点选零件档Pisto，n并在下拉式功能表中选择Sta>rtStressAnaly应si力s分析模组，系统即显示静力分析之工具图示，表示已经进入应力分析模组，如下图所示。
2.
另存新档在进行边界条件与负载设定之前，可先将模型之分析模组储存为分析档。
在下拉式功能表中选择File>SaveA另s存新档，并键入档案名称Piston如下图所示。
四、夹持与负载
1.设定夹持本范例假设活塞之装配孔夹持固定，并在其上缘施加一压力。
首先以滑鼠左键点
选一孔，按住键盘Ctrl键再加选另一孔，如下图左所示。
接着按下（夹持）
图示，系统即显示如下图中之对话框，提供位移值之设定。
按下OK接受系统之预设值将两孔夹持固定。
完成夹持设定之後系统显示边界条件之图元於指定之两孔上，如下图右所示。
2.设定负载
（压力）图示，系统即显示
首先以滑鼠左键点选活塞上缘之曲面，接着按下
如下图中之对话框，提供压力值之设定。
按下OK接受系统预设值之100N/2m。
完成夹持与负载设定之後，系统显示相应图示於指定之图元上，如下图右所示。
五、分析与结果
1.进行分析完成单位、材质、夹持与负载之设定後即可进行分析。
分析的过程包含电脑大量
的数值运算，但对於使用者而言只需按下（执行分析）图示即可。
点选进行分析之图示後，模型树便出现MeshSpecific的ati特on徵，以及显示如下图中之对话框，提供分析之选项设定。
按下More其他选项按钮即可显示细部设定之选项。
按下OK接受预设值即完成设定。
2.分析完成并显示应力分布图系统完成分析之後首先显示（总和应力）总和应力之分布图，画面中并以颜色显示各位置之应力值。
绘图视窗中并显示图例表，指示各颜色所代表之应力值。
应力分布值之对话框并显示材料名称及其降伏强度，以及变形显示放大倍率之拉杆。
3.最小放大倍率显示在显示总和应力的同时，模型也可以变形之形态显示。
下图中对话框之拉杆可调整模型变形量显示时之放大倍率。
将拉杆调整到最小，显示未变形之模型如下图
右所示。
在此可以控制色板的显示，读者可双按右方色板，便会出现如下图之对话框，用来设定应力的颜色分布，决定显示的色阶变化，以方便使用者设定显示之应力的范围。
4.最大放大倍率显示若将位移植调整至最大值，则可以放大总和位移之模型显示总和应力分布图。
执行时将拉杆调整至最右侧，如下图所示。
5.
与节点之总数，下方之拉杆可调整元素之缩小显示。
缩小显示之元素间不再只是
一条线，而是根据拉杆之设定值变更元素边界之距离。
6.总位移向量显示
接着显示位移分布图。
按下（位移）图示，系统即显示如下图中之对话框，其中第一栏可切换位移之项目，显示之现行位移值为总位移。
7.总位移图示
位移对话框之第二栏可切换DisplayArr箭ow头显示与等值色彩显示。
按下该栏位将总和位移分布图改以等值色彩显示，如下图右所示。
8.剪变形位移向量显示第一栏中将位移项目切换为XY剪变形位移，第二栏仅有DisplayAr箭row头显示。
所显示之XY剪变形位移向量图示如下图右。
9.应变能及精度显示
接着显示应变能分布图。
按下（应变能与精度）图示，系统即显示如下图中之
对话框，其中第一栏显示估计值之精度，第二栏则显示应变能，并以等值色彩模型显示於绘图视窗，如下图右所示。
10.主轴应力显示
接着显示主轴应力分布图。
按下（位移）图示，系统即显示如下图中之对话框，其中第一栏可切换主轴应力之项目，其预设值为Allabsolu总te和应力值。
主轴应力之总和应力值仅有DisplayArr箭ow头显示。
11.
主轴剪应力显示将主轴应力对话框之第一栏切换为PrincipalShea主rin轴g剪应力，主轴剪应力值仅有等值色彩模型显示，如下图右所示。
12.最大主轴应力
将主轴应力对话框之第一栏切换为Maximumabs最olu大te主轴应力，如下图中所示。
对话框之第二栏可切换DisplayAr箭row头显示与等值色彩显示。
六、网格重新设定
1.网格细分细分网格可执行收敛性分析，获得更精确之数据资料。
执行时以滑鼠左键点选模型中心之三角锥，系统即显示网格尺寸设定之对话框。
系统预设之网格尺寸为
，将其数值改为3mm如下图所示。
七、分析与结果
1.重新进行分析
完成网格细分之後必须重新进行分析。
按下（执行更新）图示进行分析後，系统即显示如下图左之对话框，提供分析之选项设定。
按下OK接受预设值即完
成设定。
系统完成分析之後首先显示（总和应力）总和应力之分布图，画面中并以颜色显示各位置之应力值。
绘图视窗中同时显示图例表，指示各颜色所代表之应力值。
对话框并显示材料名称及其降伏强度，以及变形显示放大倍率之拉杆。
2.网格细分前後之比较
3.
（边线
网格细分後零件上之元素数目从12277增加为2123，7绘图视窗并以上彩显示）显示模型网格。
元素细化之状态清楚显示於下图。
4.网格细分前後应变能之比较
话框，其中第一栏显示估计值之精度，第二栏则显示应变能，并以等值色彩模型显示於绘图视窗，如下图左所示。
网格细分前後应变能之比较显示，细分後全域之应变能精确度升高，估计误差值由％减小至到％。
5.储存档案完成零件之静力分析之後将档案储存起来，所储存之档案副档名为．
CATanal。
ys当is重新分析档开启时，若所关连之零件档案名称变更，则必须在下拉式功能表中选择Edi>tLinks指令，重新连结档案。
下图为零件分析完成之图示
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