2022年CATIA教程之零件静力分析 .pdf

《2022年CATIA教程之零件静力分析 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年CATIA教程之零件静力分析 .pdf（16页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一節 零件之靜力分析操作程序：一、 載入檔案與變更單位二、 指定材質三、 進入應力分析模組四、 夾持與負載五、 分析與結果六、 網格重新設定七、 分析與結果名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 16 页 - - - - - - - - - 一、 載入檔案與變更單位1. 開啟檔案首先在下拉式功能表中選擇FileOpen 指令，系統即顯示如下圖右之對話框，選取零件檔 Piston 並按下開啟檔案按鈕將之開啟。2. 載入之活塞模型完成開啟舊檔之指令之後，系統顯示模型

2、檔於繪圖視窗。零件檔Piston為一活塞如下圖所示，該圖檔以mm 為單位繪製而成。3. 變更單位由於系統預設之材料資料庫皆是SI 標準單位，現在將零件之單位改為與資料庫一致。Catia之預設資料庫以標準單位存入，可避免因單位系統之人為疏忽所造成之分析錯誤，也可避免加速度與力之換算時單位轉換。在下拉式功能表中選擇Tools 功能表，系統即顯示彈出式功能表如下圖左。選擇Option 特性選項後即進入其對話框，選擇 Units 單位設定如下圖右，其中顯示系統預設之單位有長度及名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理

3、 - - - - - - - 第 2 页，共 16 页 - - - - - - - - - 慣性矩兩項使用 mm 為單位。4. 完成 SI 單位之設定將長度及慣性矩兩項改為使用m 為單位，符合 SI 標準單位之要求。完成設定之後系統之各物理量單位如下圖所示。5. 顯示現行長度單位為公尺完成單位系統之變更後 ，原本顯示 20mm 之長度標註，改為以 0.02m 為其尺寸標註，如下圖所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 16 页 - - - - - - - -

4、 - 二、 指定材質在此可能讀者會遇到如下圖之錯誤訊息。要修正中文版 NT4.0 無法與 CATIA V5R3 相容的問題，只要在CATIA 資料夾中的 Material 資料夾建立一個 Traditional_Chinese資料夾，如下圖所示：然後再將Material資料夾中的Catalog.cat複製到新建的Traditional_Chinese資料夾中即可。1. 選取零件並指定材質名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 16 页 - - - - - - -

5、- - 在靜力分析中必須指定材料之剛性及其他機械性質，以便在執行分析時系統據以建立剛性矩陣。在下圖左之模型樹中以滑鼠左鍵點選零件，並按（指定材料）圖示，切換至 Metal 金屬材料之頁並選擇Steel鋼材，如下圖右所示。下圖為完成材料給定後，零件之彩現圖形。三、 進入應力分析模組1. 模型樹中選取零件完成 SI 單位之及材料性質之設定後，即可進入分析模組。在模型樹中以滑鼠左鍵點選零件檔 Piston ，並在下拉式功能表中選擇StartStress Analysis 應力分析模組，系統即顯示靜力分析之工具圖示，表示已經進入應力分析模組，如下圖所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -

6、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 16 页 - - - - - - - - - 2. 另存新檔在進行邊界條件與負載設定之前，可先將模型之分析模組儲存為分析檔。在下拉式功能表中選擇 FileSave As另存新檔，並鍵入檔案名稱Piston 如下圖所示。四、 夾持與負載1. 設定夾持本範例假設活塞之裝配孔夾持固定，並在其上緣施加一壓力。首先以滑鼠左鍵點選一孔，按住鍵盤Ctrl 鍵再加選另一孔，如下圖左所示。接著按下（夾持）圖示，系統即顯示如下圖中之對話框，提供位移值之設定。按下OK 接受系統之預設值將兩孔夾

7、持固定 。完成夾持設定之後系統顯示邊界條件之圖元於指定之兩孔上，如下圖右所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 16 页 - - - - - - - - - 2. 設定負載首先以滑鼠左鍵點選活塞上緣之曲面，接著按下（壓力）圖示，系統即顯示如下圖中之對話框，提供壓力值之設定。按下OK 接受系統預設值之100N/m2。完成夾持與負載設定之後，系統顯示相應圖示於指定之圖元上，如下圖右所示。五、 分析與結果1. 進行分析完成單位、材質、夾持與負載之設定後即可進行分析

8、。分析的過程包含電腦大量的數值運算，但對於使用者而言只需按下（執行分析）圖示即可。點選進行分析之圖示後，模型樹便出現Mesh Specification的特徵，以及顯示如下圖中之對話框，提供分析之選項設定。按下More其他選項按鈕即可顯示細部設定之選項。按下OK接受預設值即完成設定。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 16 页 - - - - - - - - - 2. 分析完成並顯示應力分布圖系統完成分析之後首先顯示（總和應力）總和應力之分布圖，畫面中並以顏色

9、顯示各位置之應力值。繪圖視窗中並顯示圖例表，指示各顏色所代表之應力值。應力分布值之對話框並顯示材料名稱及其降伏強度，以及變形顯示放大倍率之拉桿。3. 最小放大倍率顯示在顯示總和應力的同時，模型也可以變形之形態顯示。下圖中對話框之拉桿可調整模型變形量顯示時之放大倍率。將拉桿調整到最小，顯示未變形之模型如下圖右所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 16 页 - - - - - - - - - 將拉桿調整至最小倍率在此可以控制色板的顯示，讀者可雙按右方色板，便會

10、出現如下圖之對話框，用來設定應力的顏色分佈，決定顯示的色階變化，以方便使用者設定顯示之應力的範圍。4. 最大放大倍率顯示若將位移植調整至最大值，則可以放大總和位移之模型顯示總和應力分布圖。執行時將拉桿調整至最右側，如下圖所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 16 页 - - - - - - - - - 將拉桿調整至最大倍率5. 網格顯示在工具列中按下（邊線上彩顯示）圖示或（邊線材質上彩）圖示可顯示網格。接著按下（分格）圖示，系統即顯示如下圖左之對話框，其中

11、顯示元素與節點之總數，下方之拉桿可調整元素之縮小顯示。縮小顯示之元素間不再只是一條線，而是根據拉桿之設定值變更元素邊界之距離。6. 總位移向量顯示接著顯示位移分布圖。按下（位移）圖示，系統即顯示如下圖中之對話框，其中第一欄可切換位移之項目，顯示之現行位移值為總位移。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 16 页 - - - - - - - - - 7. 總位移圖示位移對話框之第二欄可切換Display Arrow 箭頭顯示與等值色彩顯示。按下該欄位將總和位移分

12、布圖改以等值色彩顯示，如下圖右所示。8. 剪變形位移向量顯示第一欄中將位移項目切換為XY 剪變形位移，第二欄僅有Display Arrow 箭頭顯示。所顯示之 XY 剪變形位移向量圖示如下圖右。9. 應變能及精度顯示接著顯示應變能分布圖。按下（應變能與精度）圖示，系統即顯示如下圖中之對話框，其中第一欄顯示估計值之精度，第二欄則顯示應變能，並以等值色彩模型顯示於繪圖視窗，如下圖右所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 16 页 - - - - - - - -

13、 - 10. 主軸應力顯示接著顯示主軸應力分布圖。按下（位移）圖示，系統即顯示如下圖中之對話框，其中第一欄可切換主軸應力之項目，其預設值為All absolute 總和應力值。主軸應力之總和應力值僅有Display Arrow 箭頭顯示。11. 主軸剪應力顯示將主軸應力對話框之第一欄切換為Principal Shearing主軸剪應力 ，主軸剪應力值僅有等值色彩模型顯示，如下圖右所示。12. 最大主軸應力名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 16 页 - -

14、- - - - - - - 將主軸應力對話框之第一欄切換為Maximum absolute 最大主軸應力，如下圖中所示。對話框之第二欄可切換Display Arrow 箭頭顯示與等值色彩顯示。六、 網格重新設定1. 網格細分細分網格可執行收斂性分析，獲得更精確之數據資料。執行時以滑鼠左鍵點選模型中心之三角錐，系統即顯示網格尺寸設定之對話框。系統預設之網格尺寸為10.256mm，將其數值改為 3mm 如下圖所示。點選此三角錐以變更網格尺寸七、 分析與結果1. 重新進行分析完成網格細分之後必須重新進行分析。按下（執行更新）圖示進行分析後，系統即顯示如下圖左之對話框，提供分析之選項設定。按下OK 接

15、受預設值即完名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 16 页 - - - - - - - - - 成設定。系統完成分析之後首先顯示（總和應力）總和應力之分布圖，畫面中並以顏色顯示各位置之應力值。繪圖視窗中同時顯示圖例表，指示各顏色所代表之應力值。對話框並顯示材料名稱及其降伏強度，以及變形顯示放大倍率之拉桿。2. 網格細分前後之比較網格細分後零件上之元素數目從12277 增加為 21237，繪圖視窗並以（邊線上彩顯示）顯示模型網格。元素細化之狀態清楚顯示於下圖。3

16、. 網格細分前後應變能之比較名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 16 页 - - - - - - - - - 接著顯示應變能分布圖。按下（應變能與精度）圖示，系統即顯示如下圖之對話框，其中第一欄顯示估計值之精度，第二欄則顯示應變能，並以等值色彩模型顯示於繪圖視窗，如下圖左所示。網格細分前後應變能之比較顯示，細分後全域之應變能精確度升高，估計誤差值由8.77減小至到7.89。4. 儲存檔案完成零件之靜力分析之後將檔案儲存起來，所儲存之檔案副檔名為CATanalysis 。當重新分析檔開啟時，若所關連之零件檔案名稱變更，則必須在下拉式功能表中選擇EditLinks 指令，重新連結檔案。下圖為零件分析完成之圖示名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 16 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 16 页 - - - - - - - - -