CATIA有限元分析.docx

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CATIA有限元分析

实验报告

实验一：

CATIA中的工程分析动臂应力分析问题描述解题思路操作过程

实验二：

电子样机运动机构模拟四连杆运动机构模拟问题描述解题思路操作过程

实验三：

电子样机空间分析

柴油机燃油供给系中输油泵空间分析

问题描述

解题思路

操作过程

感想

实验一：

装载机动臂应力分析

问题描述

装载机无偏载工作时，动臂承受一定外载荷和来自车架的约束。

动臂结构示意图见图1。

在建立模型时，油缸假设为柔性弹簧，A铰点作为动臂的支点，允许动臂绕通过A铰点的轴转动，B铰点是动臂油缸支点（动臂油缸的刚度假设为2.0e7N_m）。

C铰点和D铰点是外载荷的作用点。

本实例分析的工况是正铲无偏载，载荷、结构同时对称，最好取出模型的一般，通过施加对称约束，进行有限元求解

二、解题思路

1、进入并载入源文件

2、前处理（施加约束和载荷）

3、求解

4、后处理

三、操作过程

1、进入并载入源文件

⑴、打开文件dongbi.CATPART。

（2）、进行有限元分析前的基本设置工作。

（3）

、单击Start/AnalysisSimulation/GenerativeStructuralAnalysis进入有限元分析模块，选择StaticAnalysis,进入静态有限元分析，如图2所示。

图2

2、前处理

在A点建立刚性虚件，如下图所示。

u寿Properties.1

“事MateTials.1

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如下图所示

o

B点建弹簧虚件，如下图所示

Ptoperties

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躅毘平面

2-轴兼

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Stiffness

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圆锥角约束，如下图所示。

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Pivot

Virtualpart

C点建刚性虚件并施加载荷

在C点处创建的刚性虚件，然后利用分布力按钮在Y轴输入—2000N,Z轴输入—20002,如下

图所示。

誓杵几何做器几问国形集1牛逐平而.2幘草图X俸平丽6悸平丽T丰鑛平丽8悸零0M隊曲线1r癱棚线2平丽10仝■平oe.u楼曲线想卜」点1

在D点施加载荷

在D点处的创建柔性虚件，然后利用分布力按钮在Y轴输入一2000N,Z轴输入一2000N。

用同样的方法在D点右侧的柔性虚件上施加载荷，如下图所示。

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Support

Y|-2000H

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3、自动求解

Dx）you啪宜rvttocontinuethecompuitation?

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计算冯米斯应力

计算数值位移

编辑图片

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排列图片

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18.3e-+007

IS,2+007

14.2e-+007

12,2e+307

2,03e+C06

0.72e+003

OnBoundary

10.2e+007

8.12&+006

6*O0e+OO6

4.06e-+006

Translatiftnaldi$plac«k«jrLtma

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Laynut

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确定

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生成报告

按书上步骤做的，详细步骤不在此赘述，见谅。

实验二：

电子样机运动机构模拟

问题描述

选择题目一，以四连杆为例来说明在CATIAV5里如何使用DMI单元中的KIN模块的放着分析功能，在KIN模块里，创建运动仿真机构（DesigningaV5Mechanism）的过程是这样的。

二、解题思路

1、进入CATIA打开四连杆装配文件，进入DUMKIN模块

2、添加3个铰接副和一个圆柱副。

3、

三、操作过程

1.进入工作台（EnteringtheWorkbench）

（1）用户可以从欢迎界面进入，或者从自定义菜单进入，从Start菜单选择DMU

Kinematics，也可以在开始菜单Start下依次选择电子样机模型Digitalmockup单元，进入电子样机的运动学仿真DMUKinematics模块。

此时电子样机的运动学仿真工作台被载入，一个空文件被打开。

⑵从菜单栏选择文件（File），单击打开（Oper）命令。

（3）从指定文件夹选择一个文件,选择siliangan.CATProduct，单击打开命令。

（4）在树形图上选择产品product，然后在菜单栏选择编辑一>表示方法一>设计模式（Edit—>Representations—>DesignMode），进入设计模式。

也可以在树形图上单击鼠标右键，找到表示方法一>设计模式（Representations->DesignMode），扩展树形图你可以看到产品中所有的设计组件，如下图所示。

（5）

使用全屏命令□，定位几何模型在屏幕上的位置。

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Parti

CFfcrtl.3）I

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rc：

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显示出来。

（2）单击新机构，新机构创建对话框显示出来，你可以键入一个名字，单击0K完成。

也可以

在菜单栏选择插入一＞新机构（Insert-NewMechanism），新机构同样也可以被创建并且可以在树形

图显示出来。

这时可以在树形图看到机构已经显示出来。

（3）在几何模型处选择轴线，选择连杆端部的圆柱轴线，铰接幅设置对话框随着选择自动的更新。

为了能够方便的选择轴线，需要使用鼠标来放大缩小或者移动（几何模型。

（4）选择第二条轴线，在第二的几何体的圆柱处选择，对话框随着选择会自动更新。

（5）选择表面，对话框会随着选择自动更新。

（6）

单击OK完成创建，铰接幅被创建完成，在树形图上可以看到铰接幅revolute.1显示在机构中。

3.创建圆柱幅（CylindricalJoints

（1）点击创建圆柱幅按钮-，圆柱幅创建对话框显示

（2）在连杆的端部选择轴线1对话框会随选择及时更新。

（3）在另外的几何体上选择轴线2,对话框随选择及时更新。

（4）点击0K完成圆柱幅的创建，树形图将被更新。

你可以在创建运动幅的时候定义一个驱动命令。

如图1.14所示，可以在创建圆柱幅的时候创建驱动命令，圆柱幅有角度驱动和长度驱动两种。

当然你可以在任何时候来更改命令，方法是在树形图上双击运动约束，有对话框出现，然后编辑和设置它。

roduct1

Patil（Parti.1）

Parti（Part1.2）

4.定义一个驱动命令DefiningaCommand

（1）在树形图上双击铰接幅revolute.3，约束编辑对话框显示。

（2）选中角度驱动对话框，角度驱动选项可以为铰接幅指派一个角度驱动命令。

（3）点击OK完成驱动命令的设置，命令可以显示在树形图上。

5.定义一个固定件（DefiningaFixedPart）

⑴在工具栏单击固定按钮山，或者从菜单栏选择插入一>固定部件Insert—>FixedPart，则固定部件窗口显示。

（2）在几何模型区域或者在树形图处选择想要固定的部件。

（3）固定部件自动被定义，并且显示在树形图上，如图1.20所示，此时如果你对

结果不满意你可以选择返回按钮E2（undo）更改刚才的操作；在添加了固定部件之后，机构可以被仿真的对话框显示在屏幕上。

说明：

看着书做的，截图没有老师给的版本详细，但都一步一步做了

实验三：

电子样机空间分析

、问题描述

选择题目三，对柴油机燃油供给系中输油泵进行干涉分析，示范干涉分析的整个过程，掌握数字模型干涉分析的基本步骤。

如下图所示是欲进行干涉分析的输油泵

二、解题思路

1、将文件插入空间分析模块

2、利用空间分析命令对其进行测量分析、截面分析和干涉分析

三、操作过程

（1）将所附范例文件

oiltransferpump插入到空

间分析模块，也可以采用打

（2）单击工具栏中的干涉13按钮。

出现如下图所示的对话框

开的方式。

（3）在干涉类型的下拉列表中选择Clearanee+Contact+Clash

（6）单击Apply，分析结果如下图所示

（7）将余隙值改为1mm，单击Apply，结果如图3.4所示，对比图

3.3和图3.4可以发现，干涉结果数目由32个变为29个，其中余隙结果由3个变为0个。

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P«rt4fart4

Part4..FarU..PartS..FartS..Farfft

Matriz

（8）设置Filterlist的各项内容，将干涉类型设置为Clash;Value值

按DecreasingValue排列，结果如下图所示

rart4....C.FertA.,..C.Part4--CPart4...C.

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Produ.

1122225500000055000000

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StatusCairo电nt

（9）单击Matrix选项卡，将干涉结果按矩阵形式排列

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29（Clash：

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IT,Clearance：

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Filterlist：

|Clash

Element:

Matrix

Conflict

Allstatus

7

E一3宜已b孑护口£

叮忑（孑工4・巴*=虹〔P耳恳打〕£21目总

◎确定IJ应用」心取消I

（10）单击ListbyProduct，将干涉结果按产品进行排列

（12）利用Shaft+鼠标选择Part5.1和Part56.1

（13）单击对话框中右下角的More>>按钮。

（14）单击Visualization栏中的Element选项，可以获得element水平上的分析结果。

（15）单击DetailedResults栏中的Preview和Next进行翻转观察

Canflict

Defmitiono-fComputation

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Typ•:

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/001（Part4.1）/Part4/零件几诃祥/园模式一1

Feir1of1ofelements：

Cord：

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（16）从干涉结果可以看出，Part5.1和Part55.1、Part55.2发生严重的干涉，通过检查可以发现干涉的原因是由于两者的尺寸不一致导致。

（17）进入MechanicalDesign|PartDesign模块。

（18）在所附之范例文件中找到Part55。

（19）将Part55的直径改为11mm。

保存后退出

宜径I

半径/■宜径

□歩考

更雪〉＞」

J取消I

（20）回到空间分析模块，双击树形图上的干涉分析结果。

（21）单击对话框中的Apply按钮，进行更新计算。

结果如图3.10所可以看出干涉结果由碰撞（Clash）变为接触（Contact）

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