CATIA CAE分析模块培训PPT讲义

Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训1CATIACAE分析模块培训技术中心2014-3-20中国嘉陵工业股份有限公司（集团）Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训2培训目的‡通过本次培训，使设计师学习和了解运用CATIA中CAE分析模块对（整车）简单零部件进行有限元分析的流程和方法；‡掌握整车设计中一些典型零部件的静强度分析方法和技巧；‡同时加深对整车零部件相关边界条件和施加载荷情况的理解。Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训3培训效果简述‡通过此次培训，使设计师掌握CAE模块分析的流程、方法和技巧。‡使设计师在今后工作中，能够熟练运用CATIA中CAE分析模块对摩托车整车相关简单零部件进行静强度的分析。‡提升设计师的设计能力（主要在设计初期对零部件结构的优化、改进）和提高工作效率。Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训410：40—10：55典型零件分析案例—353E制动手柄3月20日510：55—11：15典型零件分析案例—351G左脚蹬支架3月20日610：15—11：30思考与讨论3月20日710：20—10：40典型零件分析案例—352货架焊接组合3月20日49：45—10：20典型零件分析案例—432铝合金前轮3月20日39：30—9：45铺垫知识—常用的处理方法与技巧3月20日29：00—9：30CATIACAE分析模块基础知识3月20日1授课起止时间教学内容时间序号培训大纲及时间安排Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训5概念介绍zCAE分析定义CAE（ComputerAidedEngineering）,即计算机辅助工程。用计算机对工程和产品的功能、性能、安全可靠性等进行计算、分析、优化设计，对其未来的工作状态和运行行为进行模拟仿真，以及早发现设计缺陷，改进和优化设计方案，证实未来工程/产品的各项性能是否达到设计指标。法国达索公司出品的CATIA，作为一款功能强大的世界主流设计软件，其中包含有CAE分析模块（GenerativeStructuralAnalysis：创成式结构分析），运用它可以高效地对零部件进行静强度的分析，进入方法如下图所示。Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训6zCATIA中CAE分析的操作流程前处理求解与计算后处理网格再次细化（反复）直到获得满意结果创建报告满意求解和计算之前搭建的CAE模型检查获取的求解精度，如果未达要求，需细化后（反复）再求解创建分析结果报告（可自定义）1、（几何处理后）给零件加材料属性2、划分网格（类型）和添加单元属性3、创建分析连接和连接属性4、添加约束5、施加载荷6、检查CAE模型状态创建和查看最大位移、最大VonMises应力、变形等云图Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训7zCAE模块中的“结构树”构成情况3D装配模型文件各装配部件、焊接件网格的分析连接关系所有网格的节点和单元单元属性各分析零件的材料分析工况约束载荷计算结果求解控制结果和计算文件保存路径变形情况VonMises应力情况位移情况Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训8z网格的划分（不同的单元类型）因此，需要首先根据零件本身的不同类型（体/面/线），创建相应的网格单元类型并添加与之对应的单元属性！Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训9z网格的划分（关于“sag”概念的理解）在划分网格时，除了需确定网格的尺寸大小外，还需要输入“Absolutesag”，即绝对塌陷值，“sag”表示的含义是拟合后得到的网格与之前3D数模实际边界的最大偏差值。对于“Absolutesag”值的选取，达索公司官方推荐：取网格尺寸大小值的10%。Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训10z两种装配分析类型的区别第一种类型：对现有的装配部件进行分析。第二种类型：装配部件下面的（部分）子零件已经进行过单独的分析，再把其他所有相关零件进行组装、集成后再次进行总体装配分析。★提示：我们平时工作中推荐用第一种类型。Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训11静强度计算常用命令zModelManager工具条网格设定工具（包含三种单元类型选择）单元属性定义工具单元模型检查（检查连接、属性等）自定义的材料属性有限元模型建立工具，包含材料、属性、网格划分Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训12静强度计算常用命令zAnalysissupports工具条GeneralAnalysisConnection建立通用型的分析连接关系建立部件间的点连接关系（点焊、铆接等）建立部件间的线连接关系（缝焊等）建立部件间的面连接关系（整面粘节等）建立部件边缘的点对点连接关系部件（含焊接组合件）间的连接拓扑关系定义工具每种连接关系包含两种，一个建立装配部件间的连接关系，第二个建立装配组合内部连接关系该命令跟装配模块中的相合约束很类似Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训13静强度计算常用命令zConnectionProperty工具条可滑动面连接属性Ù部分自由度约束的连接关系刚性面连接属性Ù两部分铸造成一个整体焊接关系属性：点焊、缝焊、面焊单元节点与节点之间的连接关系属性部件间连接关系属性定义工具主要定义部件间的连接自由度关系，将装配模型的网格相互连接成为一个稳定结构。这是进行静力学分析的必要条件Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训14zRestraints工具条固定约束施加机构类性质约束施加(滑动、铰接、球铰等)自定义约束施加(直接控制约束位置的6个自由度）静强度计算常用命令知识点：6个自由度用“3-2-1原则”约束零件的6个自由度：沿X、Y、Z轴的移动和绕X、Y、Z轴的转动。（如左图所示）Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训15zLoads工具条静强度计算常用命令压力载荷均布力载荷加速度载荷线性分布力载荷强迫位移热载荷载荷组合载荷定义工具CATIA软件分析模块的载荷也在几何特征上施加，所以在进行几何模型处理时应将施加载荷的区域切割出来。(同约束处理）zCompute工具条运行求解器工具条进行静力学计算计算方式（推荐用）：GaussR6Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训16zImage工具条静强度计算常用命令显示应力、位移云图变形后形状提取应力结果(Mises应力）提取位移结果zSolverTools工具条设置计算结果及中间文件的存储位置及方式设置计算结果的存储位置清除现有计算结果及中间文件设置计算中间文件的存储位置Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训17静强度计算常用命令zAnalysisTools工具条作用：对应力、位移云图进行特殊显示，以更清楚地表达计算结果动画显示切割结构：用于显示结构内部表面应力显示应力或位移结果的极限值修改动画显示的放大比例因子显示应力或位移相关信息应力或位移云图摆放方式设置其他命令参见附件：《CATIACAE模块命令详解》Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训18z处理技巧：1、局部面的处理（在实体上）注意：不要勾选这2个选项在分析零件时，我们有时候需要在局部区域施加约束或载荷，对于实体零件，可以先几何处理该局部面，然后再用零件设计模块中的缝合曲面命令将其缝合到实体中去，以便后续分析时选取。Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训19z处理技巧：2、局部面的处理（在面或曲面上）处理后可以选择局部的面对于在面或曲面上选取局部一小块区域用于施加约束或载荷，需要在GSD模块中，在打断关联的状态下，先后采用分割命令（注意需要勾选“保留双侧”）和接合命令进行处理，完成后就可以在分析模块中选择局部的面。Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训20z处理技巧：3、创建用户自定义的坐标轴系在分析零部件时，有时会遇到加载方向与CATIA的全局坐标系的X、Y、Z轴3个方向存在夹角（例如分析前减震底筒时，需要考虑整车前伸角对施加载荷方向的影响），这样就需要我们根据需要自行创建用户自定义的坐标轴系。创建方法：在GSD模块的工具栏中选择轴系统命令。Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训21z432项目铝合金前轮的静强度分析结合铝合金车轮试验方法的试验条件—GB/T22435-2008《摩托车及轻便摩托车轻合金车轮》，分析432项目前轮（方案3）在弯曲、扭转和静压3个不同工况下，各自的应力分布情况，判定其静强度是否满足设计要求。Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训22z352项目货架焊接组合的静强度分析焊接件的分析流程：①几何处理（提取中性面和焊缝几何线）→②给每个构成件附材料→③给每个件划分网格并创建其相应的单元属性→④创建零件（两两）之间的分析连接（例如：线焊缝用LineAnalysisConnection）→⑤创建焊缝连接属性→⑥添加约束→⑦施加载荷→⑧检查CAE模型状态→⑨计算与求解→⑩后处理（查看结果等）→出分析报告Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训23z353E项目制动手柄的静强度分析依据QC-T232-2009《制动手柄强度要求及试验方法》，分析353E项目制动手柄在加载相应的试验载荷下的最大位移量，以此判定该设计方案是否满足强度方面的要求。Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训24z351G项目左脚蹬支架的静强度分析重点与难点：梳理清左脚蹬板、主脚蹬销轴、左副脚蹬芯轴和芯轴内管这4个构成件相互之间的装配关系和连接情况，并创建出合理的分析连接关系。Constantimprovement2014-3-20CATIACAE分析模块培训25THANKSFORYOURATTENTIONTHANKSFORYOURATTENTION！！谢谢谢！谢！