CATIA有限元分析計(jì)算實(shí)例完整版

1、CATIA有限元分析計(jì)算實(shí)例CATIA有限元分析計(jì)算實(shí)例 11.1例題1受扭矩作用的圓筒11.1 - 1劃分四面體網(wǎng)格的計(jì)算(1) 進(jìn)入【零部件設(shè)計(jì)】工作臺(tái)啟動(dòng)CATIA軟件。單擊【開始】-【機(jī)械設(shè)計(jì)】-【零部件設(shè)計(jì)】選項(xiàng)，如 圖11- 1所示，進(jìn)入【零部件設(shè)計(jì)】工作臺(tái)。* 營 Oli*C* tr- S'!? F Jrti 107«!>3 1>】事Zi>n4 * 山的泊 曹r* ： CtlJin* ISriiiEiiDmbfsft* p 世 L町、NR fM 環(huán)必工聊迪* 懵"Qa” * Cmif Vm(n*工舍Zz玩衛(wèi) idii r«u

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3、2所示。在對(duì)話框內(nèi)輸入新 的零件名稱，在本例題中，使用默認(rèn)的零件名稱【Part1】。點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的 【確定】按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，進(jìn)入【零部件設(shè)計(jì)】工作臺(tái)。(2) 進(jìn)入【草圖繪制器】工作臺(tái)在左邊的模型樹中單擊選中【xy平面】,如圖11-3所示。單擊【草圖編 輯器】工具欄內(nèi)的【草圖】按鈕 '-，如圖11-4所示。這時(shí)進(jìn)入【草圖繪制 器】工作臺(tái)。厚Parti9區(qū)平畫-口»平茴圖11 2【新建零部件】對(duì)話框圖11 3單擊選中【xy平面】(3) 繪制兩個(gè)同心圓草圖1/ I I點(diǎn)擊【輪廓】工具欄內(nèi)的【圓】按鈕-T，如圖11-5所示。在原點(diǎn)點(diǎn)擊 一點(diǎn)，作為圓草圖的圓心位置，然后移動(dòng)鼠標(biāo)，繪制

4、一個(gè)圓。用同樣分方法再 繪制一個(gè)同心圓，如圖11-6所示。圖11 4【草圖編輯器】工具欄圖11 5【輪廓】工具欄下面標(biāo)注圓的尺寸。點(diǎn)擊【約束】工具欄內(nèi)的【約束】按鈕 1 1 -，如圖11-7所示。 點(diǎn)擊選擇圓，就標(biāo)注出圓的直徑尺寸。用同樣分方法標(biāo)注另外一個(gè)圓的直徑，如圖11-8所示O圖11 6兩個(gè)同心圓草圖圖11 7【約束】工具欄雙擊一個(gè)尺寸線，彈出【約束定義】對(duì)話框，如圖11 9所示。在【直徑】數(shù)值欄內(nèi)輸入100m m,點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，同時(shí)圓的直徑尺寸被修改為 100mm。用同樣的方法修改第二個(gè)圓的直徑尺寸為50mm。修改尺寸后的圓如圖 11-10所示O-¥

5、占.ddi $41B*- 69-SMIP11*圖11 8標(biāo)注直徑尺寸的圓草圖圖11 9【約束定義】對(duì)話框JI n < j !' j .B I I Ji .(4) 離開【草圖繪制器】工作臺(tái)點(diǎn)擊【工作臺(tái)】工具欄內(nèi)的【退出工作臺(tái)】按鈕 圖繪制器】工作臺(tái)，進(jìn)入【零部件設(shè)計(jì)】工作臺(tái)。如圖11-11所示。退出【草圖11 10修改直徑尺寸后的圓圖 11 11【工作臺(tái)】工具欄（5）拉伸創(chuàng)建圓筒點(diǎn)擊【基于草圖的特征】工具欄內(nèi)的【凸臺(tái)】按鈕 匸，如圖11-12所 示。彈出【凸臺(tái)定義】對(duì)話框，如圖 11-13所示。在【第一限制】選項(xiàng)組內(nèi)的 【長度】數(shù)值欄內(nèi)輸入50mm點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，生成一

6、個(gè)圓筒 體，如圖11-14所示。在左邊的模型樹上出現(xiàn)【填充器.1】元素。圖11 12【基于草圖的特征】工具欄圖11 13【凸臺(tái)定義】對(duì)話框（6）對(duì)零件賦予材料屬性在左邊的模型樹中點(diǎn)擊選中零件名稱【Part1】，如圖11-15所示。點(diǎn)擊【應(yīng)用材料】工具欄內(nèi)的【應(yīng)用材料】按鈕 ，如圖11-16所示。先彈出一 個(gè)【打開】警告消息框，如圖11-16所示，這是因?yàn)槭褂煤喕瘽h字界面，但沒 有相應(yīng)的簡化漢字材料庫造成的，點(diǎn)擊警告消息框內(nèi)的【確定】按鈕，關(guān)閉消 息框。彈出【庫（只讀）】對(duì)話框，如圖 11-18所示。點(diǎn)擊【Metal】（金屬） 選項(xiàng)卡，在列表中選擇【Steel】（鋼）材料。點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】

7、按鈕， 將鋼材料賦予零件。9吐平暢平而圖11 14拉伸創(chuàng)建的一個(gè)圓筒體圖11 15 選中的零件名稱【Parti】D*: IP霑£；購11 3注讓肚珀弓曲口訃秋也_譏H £叭野 位干且Vaatei： 1 a £3ui if a fC at. i： u t. CATHileiiil|- 砸,叨四cG 0P G 曲© oG圖11 16【應(yīng)用材料】工具欄圖11 17【打開】警告消息框圖 11 18【庫（只讀）】對(duì)話框圖11 20【屬性】對(duì)話框如果對(duì)軟件內(nèi)鋼鐵材料的屬性不了解，可以查看定義的材料屬性，也可以修改材料屬性參數(shù)。在左邊的模型樹上雙擊材料名稱【 Stee

8、l】，如圖11-19所示。彈出【屬性】對(duì)話框，如圖11-20所示平百-WM甲也i"Yb步數(shù)廠管二烈fl 可*ti舐草曲i圖11 19 材料名稱【Steel】（7）進(jìn)入【Advaneed Meshing Tools】（高級(jí)網(wǎng)格劃分工具）工作臺(tái)點(diǎn)擊菜單中的【開始】 f【分析與模擬】 f【Advaneed Meshing Tools】（高級(jí)網(wǎng)格劃分工具）選項(xiàng)，如圖11-21所示。點(diǎn)擊后進(jìn)入了【高級(jí)網(wǎng)格劃分 工具】工作臺(tái)。進(jìn)入工作臺(tái)后，生成一個(gè)新的分析文件，并且彈出一個(gè)【新分 析算題】對(duì)話框，如圖11 22所示。點(diǎn)擊后，在對(duì)話框內(nèi)選擇【Static Analysis】（靜態(tài)分析算題），然后點(diǎn)

9、擊【確定】按鈕。除口艸El匪胡*血幅跡F*&翻：*mils'aia* of Dstsciiati'le Jks:e tblyi眥nrl»l'<nrM.Kftxv# $t c uel ur h1 ArLBlfEi?1>>tV怎忑論塩住>tEfltIH0YU楝時(shí)H>® intuit y 1 F-srtl1 Siui4ie.c/.rui!yii£1£ 1IX AU IE ：止皿訝訥何叫庇舊遜誠融.b FAIKY丄関常IdAJH型d品打CT1WL 一巴理.uLlfitr圖11 21【開始】【分析與模擬

10、】【Advaneed Meshing Tools】（高級(jí)網(wǎng)格劃分工具）選項(xiàng)點(diǎn)擊【Meshing Method】（網(wǎng)格劃分方法）工具欄內(nèi)的【OctreeTetrahedron Mesher】（Octree四面體網(wǎng)格劃分）按鈕4，如圖11 23所 示。需要在【Meshing Method】（網(wǎng)格劃分方法）工具欄內(nèi)點(diǎn)擊中間按鈕的下拉 箭頭才能夠顯示出【Octree Tetrahedron Mesher （Octree四面體網(wǎng)格劃分）按鈕屈Oct tee Tetrahedron Mesher |圖11 22【新分析算題】對(duì)話框圖 11 23【Meshi ngMethod（網(wǎng)格劃分方法）工具欄彈出【OC

11、TREE Tetrahedron Mesher】（ Octree四面體網(wǎng)格劃分器）對(duì)話框, 如圖11-25所示。點(diǎn)擊【Global】（全局）選項(xiàng)卡，在【Size】（尺寸）欄內(nèi)輸入5mn作為 網(wǎng)格的尺寸；點(diǎn)擊選中【Absolute sag】（絕對(duì)垂度）選項(xiàng)，在該數(shù)值欄內(nèi)輸 入0.5mm在【Element type】（單元類型）選項(xiàng)區(qū)內(nèi)選中【Paraboic】二次 單元。點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，完成設(shè)置，關(guān)閉對(duì)話框。圖11 - 24選擇圓筒三維實(shí)體模型圖 11-25【OCTREE Tetrahedron Mesher】（ Octree 四面體網(wǎng)格劃分器）對(duì)話框在左邊的模型樹上右擊【OCTREE

12、 Tetrahedron Mesher.1】元素，如圖11- 26所示。在彈出的右鍵快捷菜單中選擇【Update Mesh】（更新網(wǎng)格）選項(xiàng)， 如圖11-27所示。程序開始劃分網(wǎng)格，劃分后的四面體網(wǎng)格如圖11-28所示。陰 Jhn郵;旺：>-F5nl tc Cleaent HmleL I and Elrini (eLbcme_TeirahritaMiProperties. !里干也典屮心囚更圧?円H即刊片躥7 1M山他I 0FC«£1*Ig比v-PtItfmEB TtlrifXdGcn WtjiIl IKuh:rut a nitsa jflu*閃時(shí)um】w噸北加汽 咲

13、”顧四匹1貞即I運(yùn)jtip II < Gc嗎i圖 11 26 右擊【OCTREE Tetrahedro n Mesher.1 】元素 圖11 27 選擇【Update Mesh（更新網(wǎng)格）選項(xiàng)（8）進(jìn)入【Generative Structural Analysis（創(chuàng)成式結(jié)構(gòu)分析）工作臺(tái)點(diǎn)擊主菜單中的【開始（S）【分析與模擬】f【GenerativeStructural Analysis（創(chuàng)成式結(jié)構(gòu)分析）選項(xiàng)，如圖11-29所示，進(jìn)入【創(chuàng)成式結(jié)構(gòu)分析】工作臺(tái)。圖11 28劃分后的四面體網(wǎng)格圖11 29 點(diǎn)擊【開始（S）】【分析與模擬】【GenerativeStructural A nal

14、ysis】（創(chuàng)成式結(jié)構(gòu)分析）選項(xiàng)（9）指定3D屬性點(diǎn)擊【Model Manager】（模型管理器）工具欄內(nèi)的【3D Property】（ 維屬性）按鈕，如圖11 30所示。點(diǎn)擊后彈出【3D Property】（三維屬 性）對(duì)話框，如圖11-31所示。在左邊的模型樹上點(diǎn)擊選擇【OCTREETetrahedron Mesher.1】元素，點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，關(guān)閉對(duì)話框， 將3D屬性指定到三維零件上。洽斤門迂:門7圖 11 30圖 11 31【3D Property】（三維屬性）對(duì)話框Model Man ager】（模型管理器）工具欄圖11 34【Clamp】（固支）對(duì)話框（10）設(shè)置固支邊

15、界條件點(diǎn)擊【Restraints】（約束）工具欄內(nèi)的【Clampl（固支）按鈕3,如 圖11 32所示。在圖形區(qū)選擇圓筒體的一個(gè)底面，如圖11 33所示。彈出【Clampl（固支）對(duì)話框，如圖11-34所示。點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕， 對(duì)圓筒體的一個(gè)底面增加了固支約束。圖11 32【Restraints】（約束）工具欄圖 11 33（11）對(duì)圓筒施加扭矩點(diǎn)擊【Loads】（載荷）工具欄內(nèi)的【Momen】（扭矩）按鈕 ，如圖11 35所示。彈出【Momen】（扭矩）對(duì)話框，如圖11 36所示。在【Moment Vector】（扭矩分量）選項(xiàng)區(qū)內(nèi)的【Z】數(shù)值欄內(nèi)輸入100Nxm即設(shè)置扭矩z 方向

16、的分量為100Nxm在圖形區(qū)點(diǎn)擊選擇圓筒的內(nèi)表面，如圖 11 37所示， 即設(shè)置內(nèi)表面上的扭矩為100Nxm點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，關(guān)閉對(duì)話 框。圖11 35【Loads（載荷）工具欄圖11 36【Momen（扭矩）對(duì)話框同理，用同樣的方法設(shè)置圓筒的外表面，對(duì)外部施加相反方向的扭矩，即要把z方向的扭矩設(shè)置為一100Nxm設(shè)置完成后，顯示的模型如圖11 38所 示。圖 11 37圖11 38添加兩個(gè)扭矩和固支約束后的模型（12）計(jì)算模型點(diǎn)擊【Computd（計(jì)算）工具欄內(nèi)的【Computd（計(jì)算）按鈕囲，如圖11 39所示。彈出【Computd（計(jì)算）對(duì)話框，如圖11-40。點(diǎn)擊勾選【Pre

17、view】（預(yù)覽）選項(xiàng)，點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，開始計(jì)算分析。點(diǎn) 擊后會(huì)彈出兩個(gè)對(duì)話框，一個(gè)是【Comput in g】（正在計(jì)算）進(jìn)程顯示框，如圖 11 41所示，顯示計(jì)算進(jìn)程；另外一個(gè)是【Computation】（計(jì)算）框，顯示 當(dāng)前的計(jì)算步驟和已經(jīng)使用的計(jì)算時(shí)間，如圖11 42所示。圖11 39【Computei （計(jì)算）工具欄圖11 40【Computei （計(jì)算）對(duì)話框SniLftUT* co,. OitlOiCS圖11 41【Comput ing】（正在計(jì)算）進(jìn)程顯示框圖11 42【Computation】（計(jì)算）框當(dāng)計(jì)算進(jìn)程把網(wǎng)格劃分完畢，并計(jì)算完成剛度矩陣后，會(huì)彈出一個(gè)【C

18、omputati on Resource Estimation 】（計(jì)算資源估計(jì)）對(duì)話框，如圖 11 43所示，顯示需要的CPU寸間、需要的內(nèi)存、需要的硬盤儲(chǔ)存量，并且詢問用 戶是否繼續(xù)計(jì)算，如果點(diǎn)擊【No】（否）按鈕，則退出計(jì)算，如果點(diǎn)擊【Yes】（是）按鈕，則計(jì)算繼續(xù)。如果用戶在圖11 40【Computd（計(jì)算）對(duì)話框內(nèi)未選中【Preview】（預(yù)覽）選項(xiàng)，則不會(huì)彈出【Computation Resource Estimation】（計(jì)算資源估計(jì)）對(duì)話框，直接運(yùn)行計(jì)算。對(duì)于比較復(fù)雜的結(jié) 構(gòu)，計(jì)算時(shí)間比較長時(shí)，建議用戶選中該選項(xiàng)，這樣可以大致了解算題所需要 的時(shí)間和計(jì)算機(jī)資源，用戶自己也估

19、算，計(jì)算機(jī)配置是否能夠滿足要求。點(diǎn)擊 對(duì)話框內(nèi)【Yes】（是）按鈕，繼續(xù)計(jì)算。程序重新彈出【Computing】（正在 計(jì)算）進(jìn)程對(duì)話框，此時(shí)，如果用戶想終止計(jì)算，仍然可以點(diǎn)擊該對(duì)話框內(nèi)的【取消】按鈕，取消計(jì)算過程。1©“昨H扭匸i 口罰圖 11 43框【Computati on Resource Estimati on（計(jì)算資源估計(jì)）對(duì)話（10）顯示模型計(jì)算結(jié)果在左邊的模型樹中鼠標(biāo)右擊【Static Case Solutio n.1】，如圖11 44所示。在出現(xiàn)的菜單中選擇【Gen erate Image】（生成圖像）選項(xiàng)，如圖11-45。選擇后彈出【Image Gen erati

20、on】（圖像生成）對(duì)話框，如圖11 46所（應(yīng)力張量的分量）Avai l able Tn科 asEiUui IFWhe ft! iJSZP-tlM BUJ tflXt3-!? qi? fl Jif'll t-TTir-P-r rCT-paiF-si： ir.-r$1rt!l |L PEirMhlill KftFSff(I*-. a.S*! r -iiii n pr LrLp >1 t<?i-E'Dr ryaThol音也tl iTGFhf :耳8曲航巳 hl.d"n-, rStEexf fmlL tfrirchr t*x*$TE«fi prhrch

21、ai苗邸曲如 £«.5tr«si PMfKipHpy>bg 1S -ui 1 icfl st Eflrjr pFriz saJ t *nj£®r jtrIlmLSt re-=Ib超匕 rv»e; «PhjJ 1C j<L 1 ype-L|j"j2匚”口諾沽刃上呼 祜話目If# k3«e?jI叨叨呼車昭劃翳圖11 46【Gen erate Image】（生成圖像）選項(xiàng)圖11 47 應(yīng)力張量圖應(yīng)力張量圖中，含有網(wǎng)格、邊界條件，同時(shí)未顯示為彩色，下面對(duì)圖像進(jìn) 行修改。在圖像區(qū)或者模型樹上點(diǎn)擊選中固支

22、約束和扭矩載荷名稱或者符號(hào)，然后 在【視圖（v）】工具欄內(nèi)點(diǎn)擊【隱藏/顯示】按扭回，如圖11 48所示。將 固支邊界條件、扭矩載荷條件隱藏起來。將圖例移動(dòng)到圖形旁邊。在圖例上點(diǎn)擊左鍵，然后在圖例上按下中間鍵不 松開，即可移動(dòng)圖例。移動(dòng)到合適位置后，再點(diǎn)擊左鍵。圖形區(qū)重新處于激活 狀態(tài)。在【視圖（v）】工具欄內(nèi)點(diǎn)擊【帶材料著色】按扭如圖11 49所示，顯示材料。最終修改后顯示的應(yīng)力張量圖如圖11 50所示。淖粉巒勰濫噪也王申唱亀咅帀a ®龜圖11 48 【視圖（v）】工具欄內(nèi)圖11 49 【視圖（v）】工具欄內(nèi)點(diǎn)擊【帶材料著色】按扭SfEHdlt ftll ”1« 虹 tiC

23、XMvHUt (CG-J1.1 ¥肌14祈 J3I1,O7<*OCGS.4JrW5出如4如七帖卄簡字-JUdOOfi-T-fdior伽帥Jiduy圖11 50修改后顯示的應(yīng)力張量圖下面將圓筒剖開，查看其內(nèi)部應(yīng)力分布情況。點(diǎn)擊【An alysis Tools】（分析工具）工具欄內(nèi)的【Cut Plane Analysis】（剖切平面分析）按鈕曲亠，如圖11 51所示。彈出【Cut Plane Analysis】（剖切平面分析）對(duì)話框，如圖11 52所示，不選中對(duì)話框內(nèi)的【Show cutting plane】（顯示剖切 面）選項(xiàng)，在圖形區(qū)不顯示出剖切面。同時(shí)在圖形區(qū)顯示羅盤，用戶可

24、以操作 羅盤，對(duì)應(yīng)力分布圖進(jìn)行不同方向的剖切，如圖11 53所示。圖 11 51-I雉”用詢財(cái)|3w 3 CLiifricLt 1Il圖 11 52圖 11 53【An alysis Tools】（分析工具）工具欄【Cut Pla ne An alysis】（剖切平面分析）對(duì)話框叮¥護(hù)*wsjHalt 仙wifqurn 血0心 eir*】L曲73I,研“弩 S.«-XK«4_1 升*MS魯平站"1WCQ06 魂.*駁匸剖切的應(yīng)力分布圖（13）修改網(wǎng)格的參數(shù)從圖中可以看出，圓筒內(nèi)部的應(yīng)力較高。為了使計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，對(duì)圓 筒內(nèi)壁的有限元網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化處理。在

25、左邊的模型樹上雙擊【 OCTREE Tetrahedron Mesher.1】元素，如圖11-54所示。雙擊后彈出【OCTREE Tetrahedron Mesh】對(duì)話框，如圖11 55所示。點(diǎn)擊【Local】（局部）選項(xiàng) 卡，在【Available specs】（可用的特定參數(shù)）區(qū)內(nèi)，點(diǎn)擊選擇【Local size】（局部尺寸）選項(xiàng)，然后點(diǎn)擊【Add】（添加）按鈕，彈出【Local Mesh Size】（局部網(wǎng)格尺寸）對(duì)話框，如圖11 56所示。在【Value】（數(shù)值）欄 內(nèi)輸入2mm在圖形區(qū)選擇圓筒的內(nèi)表面，然后點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按 鈕，關(guān)閉對(duì)話框，返回到【OCTREE Tetrahe

26、dron MesH對(duì)話框。jLFlDite Element Kodl. 1韋zkciti列 ant! tieremsL: 0K窗；丁社詢的麗I ; ： Fii調(diào)W Prefer i les. 1|祜 R細(xì) mi nI牡殆 Lais；. 1圖 11 54 雙擊的【OCTREE Tetrahedron Mesher.1 】元素圖 11 55OCTREE Tetrahedron MesU 對(duì)話框Local Mesh. _ - |： H |BP圖11 56【Local Mesh Size】（局部網(wǎng)格尺寸）對(duì)話框在【OCTREE Tetrahedron Meshl 對(duì)話框內(nèi)，在【Available sp

27、ecs 】（可 用的特定參數(shù)）區(qū)內(nèi)，點(diǎn)擊選擇【Local sag】（局部垂度）選項(xiàng)，如圖11 57所示。然后點(diǎn)擊【Add】（添加）按鈕，彈出【Local Mesh Sag】（局部網(wǎng) 格垂度）對(duì)話框，如圖11 58所示。在【Value】（數(shù)值）欄內(nèi)輸入2mm在 圖形區(qū)選擇圓筒的內(nèi)表面，然后點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，關(guān)閉對(duì)話框， 返回至U【OCTREE Tetrahedron MesH 對(duì)話框。圖11 57 選擇【Local sag】（局部垂度）選項(xiàng)圖11 58【Local Mesh Sag】（局部網(wǎng)格垂度）對(duì)話框在左邊的模型樹上右擊【OCTREE Tetrahedron Mesher.1】元素

28、，在彈出的 右鍵快捷菜單中選擇【Update Mesh】（更新網(wǎng)格）選項(xiàng)。程序開始劃分網(wǎng)格， 重新劃分后的四面體網(wǎng)格如圖11-59所示，可以看到，圓筒內(nèi)壁的網(wǎng)格明顯比 其它部分細(xì)化。o圖11 59重新劃分后的四面體網(wǎng)格點(diǎn)擊【Computd（計(jì)算）工具欄內(nèi)的【Computd（計(jì)算）按鈕囲。彈出【Compute （計(jì)算）對(duì)話框，開始進(jìn)行計(jì)算。重新計(jì)算的應(yīng)力張量結(jié)果如圖11 60所示。應(yīng)力值有所提高。圖11 60重新計(jì)算的應(yīng)力張量結(jié)果11.1 2劃分結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格計(jì)算分析（1）進(jìn)入【線框和曲面設(shè)計(jì)】工作臺(tái)啟動(dòng)CATIA軟件。單擊【開始】-【機(jī)械設(shè)計(jì)】-【線框和曲面設(shè)計(jì)】選 項(xiàng)，如圖11 61所示，

29、進(jìn)入【線框和曲面設(shè)計(jì)】工作臺(tái)。合 IHH®'J肛廿勢'妞 宜鼻L事It il-itn譯a.虹那.afl犧/血VL神JI'.j1 TsS.CJITPixtI Jiii)ni rl i AT xdTFirj pE.?aXCtT?Ji7T：-a：§EMmSinciyjE?. cirPx *3 SirtrH狛匿曲舁也用詢】G厝21亞5I ®主刖fl必r-E >ni!*na'Cjt? itT.il 14l#E4rLrj * JrMtahdnV_* W*¥- f tr"二j gjj占 TealiEi E-d j s e

30、»茲工:口“ tffkfri苗£*f 7? 冒mitp腹JJ也血* £«ec I CsVLty Des t|?ijUrallliiiE Jkirfert url；專g E'jihv雯艮】 骷h!H Fir! 壯嶺暮 tu i£l； b aleno-Ji'Ke S1W it X-at ali Etnn 農(nóng) K 11'k 旳：Ck；e；ta1<: h±Lii4rtk*r iHTMlili Ele n inf ：i k-ertiiS ldM rirmrg fa 肋_(dá)曲 m 即圖 11 61【開始】-【機(jī)械設(shè)計(jì)】

31、-【線框和曲面設(shè)計(jì)】選項(xiàng)單擊后彈出【新建零部件】對(duì)話框，如圖11-62所示。在對(duì)話框內(nèi)輸入新的零件名稱，在本例題中，使用零件名稱為【Part1 2】。點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的 【確定】按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，進(jìn)入【線框和曲面設(shè)計(jì)】工作臺(tái)。(2) 定義點(diǎn)點(diǎn)擊【線框】工具欄內(nèi)的【點(diǎn)】按鈕 “，如圖11 63所示。點(diǎn)擊后彈出【點(diǎn)定義】對(duì)話框，如圖11 64所示。在【丫=】數(shù)值欄內(nèi)輸入50mm即在 (0, 50, 0)位置創(chuàng)建一個(gè)點(diǎn)。點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，創(chuàng)建一個(gè)點(diǎn)。：/u弓理©Q圖 11 62【新建零部件】對(duì)話框圖 11 63【線框】工具欄h四也回cIKkIj ux業(yè)0山用同樣的方法創(chuàng)建第二個(gè)點(diǎn)(0

32、, 100, 0),第三個(gè)點(diǎn)(0, 0, 0)。(3) 創(chuàng)建線段點(diǎn)擊【線框】工具欄內(nèi)的【直線】按鈕，彈出【直線定義】對(duì)話框，如圖11 65所示。在圖形區(qū)選擇【點(diǎn)1】和 話框內(nèi)的【確定】按鈕，創(chuàng)建一條線段【點(diǎn)2】，如圖11 66所示。點(diǎn)擊對(duì)I :加5IFH也你I wsflTwr.FT畫留以刖闕參P圖11 64【點(diǎn)定義】對(duì)話框圖11 65【直線定義】對(duì)話框繼續(xù)創(chuàng)建第二條線段，但方法與第一條線段出創(chuàng)建方法不同。點(diǎn)擊【線框】工具欄內(nèi)的【直線】按鈕，彈出【直線定義】對(duì)話框，在圖形區(qū)選擇第三個(gè)點(diǎn)，然后再選擇【xy plane】參考平面，如圖11 67所示。此時(shí)，【直 線定義】對(duì)話框內(nèi)【線型】下拉列表框自動(dòng)

33、更改為【點(diǎn)方向】，如圖 11 68 所示。在【結(jié)束】數(shù)值欄內(nèi)輸入 20mm即線段的長度為20mm八'圖 11 66選擇【點(diǎn)1】和【點(diǎn)2】圖 11 67選擇第二個(gè)點(diǎn)【xy plane】參考平面點(diǎn)擊【曲面】工具欄內(nèi)的【旋轉(zhuǎn)】按鈕空_，如圖11 69所示。彈出【旋(4)旋轉(zhuǎn)創(chuàng)建面轉(zhuǎn)曲面定義對(duì)話框】，如圖11 70所示。在圖形區(qū)選擇【直線.1】作為輪廓,選擇【直線.2】作為旋轉(zhuǎn)軸，如圖11 71所示1 nJ D陰曲晶圖 11 68圖 11 69【線型】下拉列表框自動(dòng)更改為【點(diǎn)一方向】【曲面】工具欄圖11 70【旋轉(zhuǎn)曲面定義對(duì)話框】 圖11 71 選擇【直線.1】作為輪廓，選擇【直線.2】作為旋

34、轉(zhuǎn)軸(5)拉伸創(chuàng)建曲面點(diǎn)擊【曲面】工具欄內(nèi)的【拉伸】按鈕 ，如圖11-72所示。彈出【拉 伸曲面定義】對(duì)話框，如圖11-73所示。選擇上一步旋轉(zhuǎn)創(chuàng)建的曲面內(nèi)圓作為 輪廓，選擇第二條線段【直線.2】作為方向，在【拉伸限制】區(qū)內(nèi)的【限制 1】【尺寸】數(shù)值欄內(nèi)輸入50mm即拉伸的高度為50mm預(yù)覽生成的拉伸曲面 如圖11-74所示。圖11-72【曲面】工具欄內(nèi)的【拉伸】按鈕圖11-73【拉伸曲面定義】對(duì)話框用同樣的方法拉伸外側(cè)的圓弧，最終形成的圖形如圖11-75所示。（6）賦予鋼鐵材料在左邊的模型樹中點(diǎn)擊選中零件名稱【Part1】。點(diǎn)擊【應(yīng)用材料】工具欄內(nèi)的【應(yīng)用材料】按鈕。先彈出一個(gè)【打開】警告消

35、息框點(diǎn)擊警告消息 框內(nèi)的【確定】按鈕，關(guān)閉消息框。彈出【庫（只讀）】對(duì)話框。點(diǎn)擊【Metal】（金屬）選項(xiàng)卡，在列表中選擇【Steel】（鋼）材料。點(diǎn)擊對(duì)話框 內(nèi)的【確定】按鈕，將鋼材料賦予零件。d®2l預(yù)覽生成的拉伸曲面最終形成的圖形凹叩即屈囚|至心亦 ma卅（7）進(jìn)入【ADCANCED MESHING TOO（高級(jí)網(wǎng)格戈U分工具）工作臺(tái)圖 11 75圖 11 74R7_l P*r1 1-3PCJkTf',T(I 肋 HytM 滬工CATlaiiyjE格劃分工具）選項(xiàng)，如圖11 76所示，進(jìn)入1 An tlr Lf IJ.cATiUuJ yw n；PiF! 1-CATFiT

36、；2 F aft1 tilLlpi LJ I.CIAhiLjftli級(jí)網(wǎng)格劃分工具）工作臺(tái)。單擊【開始】-【分析與模擬】-【ADCANCED MESHING TOO（高級(jí)網(wǎng) ADCANCED MESHING TOOL高3.AIlv-cuic«tj-li 叔 tr-taEnillr l.aj-«dLy星工廠血工豐逼*斗出 卜311射呷如1HI IK*-1刪祁口丄掘啊許広井冊artE»）¥：A W WH：® ffiltVi'T圖11 76【開始】【分析與模擬】【ADCANCED MESHING TOO （St級(jí)網(wǎng)格劃分工具）選項(xiàng)（8）劃分底

37、面網(wǎng)格點(diǎn)擊【Meshing Method】（網(wǎng)格劃分方法）工具欄內(nèi)的【AdvaneedSurface Mesher 】（高級(jí)曲面劃分器）按鈕如圖11 77所示。點(diǎn)擊后在圖形區(qū)選中底面，如圖11 78所示圖 11 77【Advaneed Surface Mesher】（高級(jí)曲面劃分器）按鈕圖 11 78選中的底面注意！只選擇底面選中底面后，彈出【Global Parameter】（全局參數(shù)）對(duì)話框，如圖11 79所示。點(diǎn)擊【MesH （網(wǎng)格）選項(xiàng)卡，在【Mesh Type】（網(wǎng)格類型）欄內(nèi) 點(diǎn)擊四邊形網(wǎng)格按鈕 匚!，在【Element type】（單元類型）欄內(nèi)勾選【Parabolic】（二次網(wǎng)

38、格）選項(xiàng)，在【Mesh Size】（網(wǎng)格尺寸）數(shù)值欄內(nèi)輸 入5mm勾選【Minimize triangle 】（最小化三角形）選項(xiàng)。全部設(shè)置完成 后，點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，完成平面網(wǎng)格劃分設(shè)置。平 面輪廓的邊緣顯示為綠色，如圖11 80所示。G lbal PfiTnnje-tie-.r 器Offretml知 Kip opt. 工車llJkat口Unix =h capture圖11 79【Global Parameter】（全局參數(shù)）對(duì)話框圖11 80平面輪廓的邊緣顯示為綠色（對(duì)零件劃分點(diǎn)擊【Execution】（執(zhí)行）工具欄內(nèi)的【Mesh The Part】網(wǎng)格）按鈕，如圖1

39、1 81所示。程序開始對(duì)底面劃分四邊形網(wǎng)格，劃分完成后，彈出【Mesh The Part】（對(duì)零件劃分網(wǎng)格）對(duì)話框，如圖11 82所示。對(duì)話框顯示網(wǎng)格的尺寸，節(jié)點(diǎn) 數(shù)量，單元數(shù)量，以及劃分網(wǎng)格的結(jié)果。在本例題中，劃分的四邊形網(wǎng)格，網(wǎng) 格尺寸為5mm創(chuàng)建了 3437個(gè)節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建了 1083個(gè)單元，劃分網(wǎng)格結(jié)果是正 常完成。對(duì)底面劃分的四邊形網(wǎng)格如圖 11 83所示。圖 11 81【Execution】（執(zhí)行）工具欄圖11 82【Mesh The Part】（對(duì)零件劃分網(wǎng)格）對(duì)話框點(diǎn)擊【Exit】（退出）工具欄內(nèi)的【Exit】（退出）按鈕 _，如圖11 84所示。退出【Surface MESHIN

40、G TOOL】（曲面網(wǎng)格劃分）工作臺(tái)，進(jìn)入【ADCANCED MESHING TOOLLSt級(jí)網(wǎng)格戈U分工具）工作臺(tái)。圖11 83對(duì)底面劃分的四邊形網(wǎng)格圖11 84【Exit】（退出）工具欄（8）拉伸生成六面體網(wǎng)格點(diǎn)擊【Mesh Transformation】（網(wǎng)格變換）工具欄內(nèi)的【Extrude Mesher with Tran slation】（平動(dòng)拉伸網(wǎng)格）按鈕 虛，如圖11 85所示。點(diǎn)擊后彈 出【Extrude Mesher with Tran slation】（平動(dòng)拉伸網(wǎng)格）對(duì)話框，如圖所示。11 86在圖形區(qū)選擇上一步劃分的四邊形網(wǎng)格，點(diǎn)擊選擇第二條線段作為拉伸六 面體網(wǎng)格的軸，

41、在【Start】（開始）數(shù)值欄內(nèi)輸入Omm在【EncU （結(jié)束） 數(shù)值欄內(nèi)輸入50mm在【Distribution】（分布）選項(xiàng)區(qū)內(nèi)，在【Type】（類 型）下拉列表框內(nèi)選擇【Uniform】（均勻）選項(xiàng)，在【Layers number】（層 數(shù)）數(shù)值欄內(nèi)輸入23。點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，完成拉伸 六面體網(wǎng)格的設(shè)置。在左邊的模型樹上右擊【Extrusion Mesh With Translation.1】元素，如圖11 87所示。在彈出的右鍵快捷菜單中選擇【Update Mesh】（更新網(wǎng)格） 選項(xiàng)，如圖11 88所示。程序開始更新六面體網(wǎng)格，拉伸創(chuàng)建的六面體網(wǎng)格如 圖11 8

42、9所示。Eytifith Translit ion】元素ini圖11 85【Mesh Transformation】（網(wǎng)格變換）工具欄圖 11 86【Extrude Mesher with Tran slation 】（平動(dòng)拉伸網(wǎng)格）對(duì)話框渥 Manager, JFLnltfr ELewiit Hcdel, I1 fk5de£ Hid £ LearntAdvojicMi Surfac-ip 腕曲！ I圖 11 87 右擊的【Extrusion Mesh With Translation.1圖11 88 選擇【Update Mesh】（更新網(wǎng)格）選項(xiàng)（9）使平面網(wǎng)格處于非激活

43、狀態(tài)在左邊的模型樹上右擊【Advaneed Surface Mesh.1】元素，如圖11 90 所示。在彈出的右鍵快捷菜單中選擇【Active/Deactive】（激活/非激活）選項(xiàng)，如圖11 91所示。執(zhí)行本操作后，平面網(wǎng)格處于非激活狀態(tài)。換句話說, 就是在有限元計(jì)算分析過程中，并不計(jì)算平面網(wǎng)格。如果用戶沒有執(zhí)行本步驟 的操作，在后面的有限元計(jì)算中，會(huì)提示，有些單元未賦單元屬性，計(jì)算無法 進(jìn)行。片比.Y-SLinks Marta殲 1滬卡FiniteModet. 1年險(xiǎn)屁 細(xì)沁xsSurface Hash,朋孰“s®昭斶!施斑新弱沏pi&Frcpertif, I圖 11 8

44、9拉伸創(chuàng)建的六面體網(wǎng)格圖 11 90 右擊的【Advaneed Surface Mesh.1 】元素JgTE&W 心覆11計(jì)Altflcrtcx臥ex11附礎(chǔ)* Drl.ith?on匚曰引 Suff 2ceL«kl itfti> :Xtsh-1占磺上RfrEhH嘶時(shí)謝叨皿血|隨型圖11 91 選擇的【Active/Deactive】（激活/非激活）選項(xiàng)（10）進(jìn)入【Generative Structural Analysis 】（創(chuàng)成式結(jié)構(gòu)分析）工作臺(tái)單擊【開始（S）】【分析與模擬】 f【Generative StructuralAnalysis】（創(chuàng)成式結(jié)構(gòu)分析）選項(xiàng)

45、，如圖11 92所示，進(jìn)入【Generative Structural A nalysis】（創(chuàng)成式結(jié)構(gòu)分析）工作臺(tái)。圖11 92 【開始（S）】f【分析與模擬】f【Generative StructuralAnalysis】（創(chuàng)成式結(jié)構(gòu)分析）選項(xiàng)（11）對(duì)六面體網(wǎng)格指定3D屬性點(diǎn)擊【Model Manager】（模型管理器）工具欄內(nèi)的【3D Property】（3D 屬性）按鈕jL,如圖11 93所示。彈出【3D Property】（3D屬性）對(duì)話 框，如圖11 94所示。在圖形區(qū)點(diǎn)擊選擇六面體網(wǎng)格，或者在左邊的模型樹上 點(diǎn)擊選擇六面體網(wǎng)格的名稱。點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，將

46、六面體網(wǎng)格指定3D屬性。p:3D FiouDirty圖11 93【Model Man ager】（模型管理器）工具欄圖11 94【3D Property】（3D屬性）對(duì)話框（12）創(chuàng)建曲面組對(duì)于拉伸或者其它變換創(chuàng)建的六面體網(wǎng)格，由于不象通過對(duì)實(shí)體直接劃分 網(wǎng)格一樣，實(shí)體直接劃分四面體網(wǎng)格時(shí)，實(shí)體的面和四面體的外輪廓等都有一 一對(duì)應(yīng)關(guān)系，而六面體是通過對(duì)平面網(wǎng)格進(jìn)行操作才完成的，沒有 對(duì)應(yīng)的 幾何形狀，為了方便施加載荷和邊界條件，需要定義面組，使六面體網(wǎng)格與幾 何圖形之間保持對(duì)應(yīng)關(guān)系。為了方便選擇曲面，可以將六面體網(wǎng)格隱藏起來，并把在【線框和曲面設(shè)計(jì)】工作臺(tái)內(nèi)創(chuàng)建的曲面都顯示出來，具體操作方法是

47、使用【顯示 /隱藏】按鈕，在此處不再進(jìn)行詳細(xì)介紹。隱藏六面體網(wǎng)格之后的幾何圖形顯示如圖1195所示。點(diǎn)擊【Groups】（組）工具欄內(nèi)的【Surface Group by Neighborhood】（由相鄰部分組成的曲面組）按鈕，如圖11 96所示圖11 95隱藏六面體網(wǎng)格之后的幾何圖形顯示圖11 96【Groups】（組）工具欄點(diǎn)擊后彈出【Surface Group】（曲面組）對(duì)話框，如圖11 97所示 在圖形區(qū)選擇幾何圖形的底面，在【Toleranee】（公差）數(shù)值欄內(nèi)輸入 0.1mm點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，完成面組設(shè)置。用同樣的方法定義定義圓筒內(nèi)外兩個(gè)圓弧面的面組。（13）創(chuàng)建固支邊

48、界條件點(diǎn)擊【Restraints】（約束）工具欄內(nèi)的【Clampl（固支）按鈕2,如圖11 98所示。彈出【Clampl（固支）對(duì)話框，如圖11-99所示。在左邊的 模型樹上選擇第一個(gè)面組【Surface Group by Neighborhood.1】，如圖11 100所示。點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，對(duì)第一個(gè)面組施加了固支約束。圖11 97【Surface Group】（曲面組）對(duì)話框圖 11 98【Restraints】（約束）工具欄P Group 1Group by NeighbioThood. lkSGroup by Nishborhoodr 2f磴刃rfaw Group bv幗刪8

49、?9期1理%懇®圖11 99【Clamp】（固支）對(duì)話框圖 11 100 選擇的第一個(gè)面組【Surface Group by Neighborhood.1 】（14）對(duì)內(nèi)表面的面組施加扭矩£點(diǎn)擊【Loads（載荷）工具欄內(nèi)的【Momen】（扭矩）按鈕 。彈出【Momen（扭矩）對(duì)話框，如圖11 101所示。在【Moment Vector】（扭矩 分量）選項(xiàng)區(qū)內(nèi)的【Z】數(shù)值欄內(nèi)輸入100Nxm即設(shè)置扭矩z方向的分量為 100Nxm在左邊的模型樹上點(diǎn)擊選擇第二個(gè)面組【Surface Group by Neighborhood.1】，如圖11 102所示，即設(shè)置內(nèi)表面的所對(duì)應(yīng)的面

50、組上的扭 矩為100Nxm點(diǎn)擊對(duì)話框內(nèi)的【確定】按鈕，關(guān)閉對(duì)話框。P Cl-GlipS. ISwrfajce Group by NeighborhoDd. 1Surface Group' by Neighburhoad. 3圖11 101【Momen（扭矩）對(duì)話框圖 11 102選擇的第二個(gè)面組【Surface Group by Neighborhood.1 同樣的方法定義外表面所對(duì)應(yīng)的第三個(gè)面組上的扭矩，注意第三個(gè)面組上 扭矩值為負(fù)。（15）計(jì)算模型點(diǎn)擊【Computd（計(jì)算）工具欄內(nèi)的【Compute（計(jì)算）按鈕珂。彈出【Compute （計(jì)算）對(duì)話框。點(diǎn)擊勾選【Preview】（

51、預(yù)覽）選項(xiàng)，點(diǎn)擊對(duì)話 框內(nèi)的【確定】按鈕，開始計(jì)算分析。點(diǎn)擊后會(huì)彈出兩個(gè)對(duì)話框，一個(gè)是【Comput in g（正在計(jì)算）進(jìn)程顯示框，顯示計(jì)算進(jìn)程；另外一個(gè)是【Computation】（計(jì)算）框，顯示當(dāng)前的計(jì)算步驟和已經(jīng)使用的計(jì)算時(shí)間。（16）顯示模型計(jì)算結(jié)果在左邊的模型樹中鼠標(biāo)右擊【Static Case Solution.1】，如圖11 103所示。在出現(xiàn)的菜單中選擇【Gen erate Image】（生成圖像）選項(xiàng)，如圖11- 104所示。選擇后彈出【Image Gen eration】（圖像生成）對(duì)話框，如圖11 105所示。在對(duì)話框內(nèi)選擇【Stress full tensor com

52、ponent】（應(yīng)力張量的分量）選項(xiàng)，選擇后，出現(xiàn)應(yīng)力張量圖像，如圖11 106所示。-Astatic葉畠 Res t rints. I srLoajdE. I-S Konent. 1-0 KomtL2i尸啣噩鋤Stas已Solu U on 一 .LqSmsc俎1|嚼吧凹血甌B圖 11 103 右擊【Static Case Solution.1】圖11 104【Gen erate Image】（生成圖像）選項(xiàng):friTira.計(jì)_ fFaaji* aiuc full IBhsea怙前弭,St®ampriwsipA wjijfl-c »hpoi%>rnt 血 Sxxmn

53、 p-xLnjcxpal leiu&C zryaS nl5" x ajuifijll t Qfjru r da BJiCE"i6|U (rlRKPHu j. 呂電 址氏他#呻聘從皿純巴見屮出 full tonfnT test峙 5"icsjTl EiJljCWlCDBOlLFJi! (亠八 St I AltjjTijiripiJ lCT«e sywbnlStiprPou;t xuz tentSlPMH fitETMncai口甌"STSirviJStrw劄憶瑋忖丹旳. 皿臥 1S?r6£=rrajuialifriia dupldcrnqrn coArvcnt 3b txun <B£ ! _* ljLliLiit n«M£ |1PhysicaJl 17Tic：|m OcuFTenc* I Dwct mmiiHE圖11 105【Image Generation】（圖像生成）對(duì)話框L還旳砧L23c+W53 -附汁Q*3-O2*HD4-G.MeeW-fl.33eO(W珂.2 2伽&-1. SSri+OOS彌 PolBaL