CAXA CAE入门操作介绍
第一部分:开始简单的应力分析
1.建模。
将鼠标移到“设计元素库”中,将“长方体”拖动至操作窗口。
单击长方体,
长方体上出现六个红球样的操作柄,将鼠标移到红球上右键,选择“编辑包围盒”,将长方体的长宽高改为4*4*1。
建模完成后,使用CAXA功能区“文件>保存”保存模型。
下图显示了编辑长方体几何尺寸的截图。
2.新建有限元分析并选择分析类型。
将鼠标移到有限元分析主工具条上,单击“添加
FEA”按钮(),在弹出的“选择分析类型”对话框中,选择所需的类型和维度。
这里我们选用“静态/稳态分析”,维度为“3D”:
3.在屏幕右端弹出“Multiphysics FEA”选项卡。
选项卡的上半部分是有限元分析树,
树图中有模型等分析叶。
一般来说,所有分析均可通过由树的顶部至底部依次填写各叶而完成设置。
有的分析叶前有双问号(如“模型”前的“??”),表示这个叶还未进行设置。
首先有限元分析树下显示的是顶级叶的页面,Analysis(分析)页面。
我们确保勾选物理性下面的“应力”,这样表示我们将进行应力分析。
4.单击“??模型”下面的“??默认材料”。
默认材料是材料库中的第一个材料,修
改材料可通过“类别”和“名称”下拉菜单。
这里我们使用默认材料即可。
可单击“编辑材料”来查看或编辑材料的线性性质。
确保勾选材料物理性下的“应力”:
5.单击“??约束”后,在约束页面单击“位置和旋转”后弹出固定位置页面,选择模
型的一个侧面,页面默认将所选实体(实体列表中的实体)的全部方向固定为0,符合我们的要求,因此不做更改,单击绿色对号。
6.单击“??载荷-源”后单击“力”,在弹出的外力页面中,不改变外力默认大小
(100),选择刚刚固定侧面的对面(选择看不见的面可用Ctrl+Alt+Shift),单击“设定方向”使外力方向为拉长长方体。
7.由于分析例子比较简单,我们可以直接单击“自动求解”按钮,自动划分网格并计算
出结果。
首先显示的是位移模量的图解。
用户可以在结果页面的“图解设置”处改变输出的图解类型。
如将图解类型改为等效应力,结果如下:
注意,如对任何页面的设置有疑问,可按下“F1”键弹出帮助文件,弹出文件的页面为用户当前所见页面:
第二部分:改变几何后重新求解,对比改变对结果的影响
1.根据现存模拟创建一个新的模拟。
将鼠标移至顶级叶-分析上右键,在弹出的右键菜单
中选择“复制模拟”后,再次弹出“选择分析类型对话框”:
2.再次选用“静态/稳态分析”和“3D”后,Multiphysics FEA 选项卡底部出现了第二个
标签,Sim S2:
3.将鼠标移至“设计元素库”,将一个“孔类圆柱体”拖至模型中部,确保它是通孔,
直径为默认的1.575即可:
4.单击“同步”后单击“自动求解”。
程序自动计算出结果后显示位移模量图解。
(如
仅更改模型几何,用户使用“同步”后程序把模型几何同步给CAE模块,用户不需重新创建CAE,一键单击“自动求解”得出新的结果)。
5.在结果页面单击“图解设置”,选择显示“等效应力”,观察新的几何下模型的应力
分布:
用户可单击分析树下的“Sim S1”标签,观察添加圆柱孔前模型内部的应力分布情况:
我们可以看到添加圆柱孔后,模型内部的应力分布更加不均匀。
且在孔的周围出现了应力集中现象。
原模型最大应力为26.4951 psi,添加孔后,最大应力为72.2968 psi。
6.添加假想切面。
单击工具条上“切换切面”按钮,,向模型添加切面,由此,我
们可以观察模型内部的情况和结果:
第三部分:力热耦合分析
1.复制当前模拟创建新的模拟。
在分析叶上右键,选择“复制模拟”后选择“静态/稳态
分析”和“3D”:
2.分析页面勾选“热”物理性性,保持原“应力”物理性被勾选,单击绿色对号确定更
改:
3.来到模型页面下的材料页面,添加勾选材料物理性下的“热”,表示分析中程序将读
取材料的热参数:
4.单击材料页面的“设置关联”按钮,可设置材料的参考温度和产热密度。
参考温度是
材料无热胀冷缩的温度,默认为0。
产热密度默认为0。
我们使用默认值即可。
5.单击约束页面,现在可向模型添加“温度”约束。
模型的一侧面已固定,一侧面已有
外力。
我们将向另两侧面施加温度约束。
首先单击约束页面的“温度”,选择施加约束的实体,并输入温度值即可。
前面温度固定为10 F:
将背面温度固定为0 F。
可使用Ctrl+Alt+Shift选择背面:
6.单击“自动求解”得到结果:
可以看到,模型的位移模量图解与Sim S2不同,发生最大位移处在模型高温边的一角。
这是因为前面的温度为10 F,高于我们设置的参考温度,因此材料发生热胀。
而前面的左边位移固定为零,因此热胀引起的位移在前面的右边体现。
所以此处的位移最大。
单击“图解设置”将图解改为温度:
如单击结果页面“矢量/流线”部分的“显示”选项,可看到模型内部的热流情况:
可通过工具条上“切换网格面”键,,隐藏网格面以便更好的观察模型内热流:。