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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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（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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（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
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[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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（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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（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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（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
键），通过两个键同时实现旋转操作。 旋转中心确定：在需要确定为中心的地方，单击中键
并释放。 模型缩放：按住中键不放，单击左键或右键（建议右
键）并释放，向上移动鼠标实现放大，向下移 动鼠标实现缩小。注意：整个缩放过程，鼠标 中间始终保持按压状态。
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2、CATIA有限元模块介绍
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（5）定义约束 通过Clamp给拉带支架上的两个螺栓孔施加全约束。
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（6）建立孔连接 通过General Analysis Connection为拉带上的两个螺栓孔定义通用连
接，First component与Second component分别选择螺栓孔在两个拉带 上的内侧环线。
（4）定义材料 通过Material on Analysis Connection按钮给支架定义材料参数。
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（4）定义材料 在材料库里选择Metal-Steel并点击OK确认。
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（4）定义材料 也可通过User Material按钮自定义材料参数。
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（7）施加载荷 Support选择如下图所示的支架下端螺栓孔内表面，Handler选择孔中
的点。
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（7）施加载荷 通过Distributed Forece按钮，选择上一步的Rigid座位Supports,在对
应的方向上施加力。
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赋值0.5mm。
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（4）定义材料 通过Material on Analysis Connection按钮给转向管柱定义材料参数。
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（4）定义材料 在材料库里选择Metal-Steel并点击OK确认。
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（4）定义材料 也可通过User Material按钮自定义材料参数。
活
,在控制树下选择User Material.1，单击OK；此时悬置支架已被赋予
3D属性和Steel材料。
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（3）网格显示
在模型树上的节点和单元行，选择右键-网格可视化，提示网格没有更新是否要 更新，选择yes,自动更新网格。
用求解器）
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（1）选择分析类型： 选择Static Analysis（静态分析）。
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（2）划分网格 点选实体网格划分工具Octree Tetrahedrom Mesher并选中实体
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（3）设置网格参数 定义网格尺寸大小，将Size设置为5mm；定义弦差，给Absolute sag
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（2）划分网格 点选实体网格划分工具Octree Tetrahedrom Mesher并选中实体
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（3）设置网格参数 定义网格尺寸大小，将Size设置为5mm；定义弦差，给Absolute sag
赋值0.5mm。
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（5）定义属性 通过3D Property按钮给支架赋予3D实体属性。在Supports一栏里选
择实体并点击OK确认。
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（6）定义约束 通过Clamp按钮在支架上端选择如图所示曲面来施加全约束。
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（7）施加载荷 通过Rigid Virtual Part按钮，建立支架的受力区域。
（1）提取表面 提取完表面后的模型如下图所示。
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（2）划分网格 通过Start-Analysis and Simulation-Advanced Meshing Tools（高级
网格划分工具）打开网格划分的模块
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（2）划分网格 点击Surface Mwsher，然后选择所要划分网格的曲面，并设置参数。
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（三）壳体零件的分析-拉带强度分析 菜单栏中：start-Shape-Generative Shape Design（创成式曲面设
计）。
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（1）提取表面 在曲面设计模块中，通过Extract命令提取后续要划分网格的拉带及支
架表面。
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运用CATIA进行有限元分析的特点是在更改局部结构后，可以直接更新 有限元分析结果，方便快捷，避免由于第三方软件分析需要重新划分整个 零件的网格（或网格修复）带来的大量重复性工作，极大的提高了分析工 作的效率。
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CATIA静强度有限元分析 3、CAE分析模块应用
（一）实体零件的分析-转向管柱强度分析 菜单栏中：start-Analysis and Generative Structural Analysis（通
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（9）求解计算 点击Compute,选择Static Case Solution.1进行求解计算。
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（10）应力结果读取 通过Von Miss Stress读取应力结果。
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（11）位移结果读取 通过Displacement读取位移结果。
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（3）定义材料 通过User Material给各个划分好网格的曲面定义材料。
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（3）定义材料 通过依次点击Metal-Steel-OK建立钢的自定义材料属性。
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（4）定义属性 通过2D Property为零件赋予2D的属性Supports选择目标零件。
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（7）定义面的焊接关系 在对话框中勾选User-defined material并在结构树上选择User Material.1 ，点击OK确认。
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（8）施加载荷 通过Distributed Force施加载荷，Supports选择拉带的内表面，施加Y
轴负方向100N的均布载荷。
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（4）定义属性
CATIA静强度有限元分析
Support选择目标零件。
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（4）定义属性
CATIA静强度有限元分析
在对话框中勾选User-defined material并在结构树上选择User Material.1。
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（4）定义属性
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设置板件的厚度并点击OK。同理为其他板件定义2D属性。
Mesh size为5mm。
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（2）划分网格 点击Geometry，把弦差Constraint sag设置0.5mm，最小孔尺寸Min
holes size设置为2mm,(对尺寸小于此值的孔，划分网格时会将其填充)， Offset设置为-2.5mm（将生成的网格偏置到中面上）。
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（二）实体零件的分析-进水钢管支架强度分析 （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
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示，施加扭矩。
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（8）求解计算 点击Compute按钮，选择Static Case Solution.1进行求解计算。