CATIA工程分析教程課件

第8章工程分析8.1進(jìn)入工程分析模塊8.2

施加約束8.3施加載荷8.4靜態(tài)有限元計算過程和后處理8.5

動態(tài)分析的前處理和顯示計算結(jié)果8.6 有限元分析實(shí)例習(xí)題第8章工程分析8.1進(jìn)入工程分析模塊

工程分析指的是有限元分析，包括靜態(tài)分析（StaticAnalyses）和動態(tài)分析。動態(tài)分析又分為限制狀態(tài)固有頻率分析（FrequencyAnalyses）和自由狀態(tài)固有頻率分析（FreeFrequencyAnalyses），前者在物體上施加一定約束，后者的物體沒有任何約束，即完全自由。

8.1進(jìn)入工程分析模塊

1.進(jìn)入工程分析模塊前的準(zhǔn)備工作

（1）在三維實(shí)體建模模塊建立形體的三維模型，為三維形體添加材質(zhì)，見4.7。

（2）將顯示模式設(shè)置為Shading（著色）和Materials（材料），這樣才能看到形體的應(yīng)力和變形圖，詳見2.11.6。

工程分析指的是有限元分析，包2.進(jìn)入工程分析模塊選擇菜單【Start】【Analysis&Simulation】【GenerativeStructuralAnalysis】彈出圖8-1所示新的分析實(shí)例對話框。在對話框中選擇靜態(tài)分析（StaticAnalyses）、限制狀態(tài)固有頻率分析（FrequencyAnalyses）還是自由狀態(tài)固有頻率分析（FreeFrequencyAnalyses），單擊OK按鈕，將開始一個新的分析實(shí)例。圖8-1新的分析實(shí)例對話框2.進(jìn)入工程分析模塊有限元分析的過程有限元分析的一般流程為：（1）從三維實(shí)體建模模塊進(jìn)入有限元分析模塊。（2）在形體上施加約束。（3）在形體上施加載荷。（4）計算（包括網(wǎng)格自動劃分），解方程和生成應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果。（5）分析計算結(jié)果，單元網(wǎng)格、應(yīng)力或變形顯示。（6）對關(guān)心的區(qū)域細(xì)化網(wǎng)格、重新計算。上述（1）~（3）過程是有限元分析預(yù)（前）處理，（4）是計算過程，（5）、（6）是有限元后處理。有限元文件的類型為CATAnalysis。有限元分析的過程8.2

施加約束1.夾緊約束該約束施加于形體表面或邊界，使其上的所有節(jié)點(diǎn)的位置固定不變（三個平移自由度全部約束）。施加夾緊約束的過程是：（1）單擊該圖標(biāo)，彈出圖8-2所示夾緊約束對話框。（2）選擇約束對象（曲面或邊界），例如選擇形體的一個表面，單擊OK按鈕。在所選形體表面和特征樹的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生了夾緊約束標(biāo)記，見圖8-3。圖8-2夾緊約束對話框8.2

施加約束圖8-3選擇夾緊約束表面圖8-3選擇夾緊約束表面2．表面滑動約束該約束施加于形體表面，使得表面上的節(jié)點(diǎn)只能沿著與此表面滑動，而不能沿此表面有法線方向的運(yùn)動。施加此約束的過程是：（1）單擊該圖標(biāo)，彈出與圖8-2類似的表面滑動約束對話框。（2）選擇約束對象（形體表面），單擊OK按鈕。在所選形體表面和特征樹的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生了滑動約束的標(biāo)記，見圖8-4。圖8-4選擇滑動約束表面2．表面滑動約束3.高級約束該功能提供了對任意節(jié)點(diǎn)的（平移）自由度的約束控制。施加此約束的過程是：（1）單擊該圖標(biāo)，彈出圖8-5所示高級約束對話框。（2）選擇約束對象（曲面或棱邊）。（3）選擇坐標(biāo)系類型，其中Implicit：隱含（局部）坐標(biāo)系、Global：全局坐標(biāo)系、User：用戶定義坐標(biāo)系。（4）選擇要約束的自由度（旋轉(zhuǎn)自由度只對殼體單元或虛擬實(shí)體起作用），圖8-5高級約束對話框3.高級約束例如約束圖8-6所示形體外棱邊的2（Y方向）和3（Z方向）的平移自由度，第一自由度（X方向）未被約束，因此X軸上無箭頭。圖8-6選擇棱邊為高級約束

例如約束圖8-6所示形體外棱邊的2（Y方向）和3（Z方4．靜態(tài)約束該功能使形體不能產(chǎn)生剛體運(yùn)動，成為靜定狀態(tài)（約束平移和旋轉(zhuǎn)自由度）。操作步驟是：（1）單擊圖標(biāo)，彈出對話框。（2）選擇約束對象，同時在形體附近顯示靜態(tài)約束標(biāo)記。

4．靜態(tài)約束8.3施加載荷1.均勻壓力載荷該載荷施加于曲面或平面，均勻分布，方向?yàn)楸砻娴姆ㄏ蚍较颉２僮鞑襟E為：（1）單擊該圖標(biāo)，彈出圖8-7所示施加壓力載荷對話框。（2）選擇施加對象（表面）。（3）輸入壓力數(shù)值（壓強(qiáng)），參照圖8-8。圖8-7施加壓力載荷對話框8.3施加載荷圖8-8選擇施加均勻壓力載荷的表面圖8-8選擇施加均勻壓力載荷的表面2.分布力、扭矩和軸承載荷該類載荷作用于點(diǎn)、表面或虛擬單元，等價于節(jié)點(diǎn)上的力和力矩。施加方法是：（1）單擊圖標(biāo)（或

、），彈出圖8-9所示施加載荷的對話框。（2）選擇施加對象（表面或棱邊）。（3）選擇力的坐標(biāo)系。（4）輸入力或力矩的大小和方向。圖8-10是在形體的內(nèi)孔處施加軸承載荷后的結(jié)果。

圖8-9施加載荷的對話框2.分布力、扭矩和軸承載荷圖8-10施加軸承載荷圖8-10施加軸承載荷3. 加速度載荷（形體的重力）該功能提供了施加慣性力或重力的方法。一般流程是：（1）單擊圖標(biāo)。（2）選擇施加對象。（3）選擇坐標(biāo)軸。（4）輸入加速度x、y、z方向載荷的分量。4.離心（向心）力定義由于旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。一般的流程是：（1）單擊圖標(biāo)。（2）選擇形體。（3）選擇旋轉(zhuǎn)軸。（4）輸入角速度和角加速度值。3. 加速度載荷（形體的重力）5.力密度力密度包括：線密度力、面密度力和體密度力。是施加于直線、曲面或?qū)嶓w上的均勻載荷。一般流程是：（1）單擊力密度圖標(biāo)。（2）選擇施加對象(曲線,表面或形體)。（3）選擇軸系。（4）選擇力的方向和密度。（5）選擇坐標(biāo)系類型，其中：Implicit為隱含（局部）坐標(biāo)系、Global為全局坐標(biāo)系、User為用戶定義坐標(biāo)系。5.力密度6.

位移載荷該載荷在前面施加的約束基礎(chǔ)上給定強(qiáng)制位移，等價于在實(shí)體約束表面施加載荷，例如一個表面施加了夾緊（clamp）約束后可以給定此表面上的三個平移位移一定的數(shù)值，相當(dāng)于對此表面施加了一定的載荷。一般的流程是：（1）單擊該圖標(biāo)，彈出圖8-11所示位移載荷對話框。（2）選擇已施加的約束。（3）輸入每個約束自由度的位移值，參照圖8-12。圖8-11位移載荷對話框6.位移載荷圖8-12在夾緊約束上施加位移載荷圖8-12在夾緊約束上施加位移載荷8.4靜態(tài)有限元計算過程和后處理如果在進(jìn)入工程分析模塊時選擇了StaticAnalyses（見圖8-1所示對話框），在確定了約束條件和施加載荷之后就可以進(jìn)行靜態(tài)有限元計算和后處理工作。例如上述零件的底部選擇了夾緊約束，左孔施加了X、Y分量均為-1000N的軸承載荷，右孔施加了X分量為1000N、Y分量為-1000N的軸承載荷，見圖8-13。圖8-13選擇了夾緊約束和施加了軸承載荷的零件8.4靜態(tài)有限元計算過程和后處理8.4.1計算1.

確定存放計算數(shù)據(jù)和計算結(jié)果文件的的路徑.可以通過下面兩種方法指定計算數(shù)據(jù)和結(jié)果存儲路徑：（1）選擇圖標(biāo)，通過隨后彈出的圖8-14所示的確定存儲路徑對話框輸入計算數(shù)據(jù)和計算結(jié)果文件的的路徑。圖8-14確定存儲路徑對話框8.4.1計算（2）通過圖8-15特征樹LinksManager節(jié)點(diǎn)的目錄，雙擊該目錄的分支，即可更改存儲路徑。圖8-15特征樹的LinksManager節(jié)點(diǎn)（2）通過圖8-15特征樹LinksManager節(jié)點(diǎn)的目2.啟動有限元計算功能單擊該圖，彈出圖8-16所示有關(guān)計算的對話框，在該對話框的下拉列表里選擇All，單擊OK按鈕即可開始計算，完成計算后，有關(guān)顯示有限元分析結(jié)果的圖標(biāo)改變?yōu)榭捎玫臓顟B(tài)。圖8-16有關(guān)計算的對話框2.啟動有限元計算功能8.4.2顯示靜態(tài)分析結(jié)果1.

產(chǎn)生/顯示自動劃分的網(wǎng)格單擊該圖標(biāo)，顯示了增添網(wǎng)格后的形體，網(wǎng)格是CATIA自動劃分的，見圖8-17。圖8-17增添網(wǎng)格后的形體將光標(biāo)移至形體或特征樹的節(jié)點(diǎn)上面之后單擊鼠標(biāo)右鍵，在隨后彈出的上下文相關(guān)菜單中選擇【DeformedMeshobject】【Definition…】，將彈出圖8-18（a）所示控制網(wǎng)格效果的8.4.2顯示靜態(tài)分析結(jié)果對話框。若切換開關(guān)DisplayonDeformedMesh為開，顯示變形后的形體，見圖8-17，否則顯示變形前的形體，見圖8-18（b）。（a）（b）圖8-18控制網(wǎng)格效果的對話框?qū)υ捒?。若切換開關(guān)DisplayonDeformedM1.

馮米斯應(yīng)力（StressVonMises）顯示單擊圖標(biāo)，顯示了馮米斯應(yīng)力圖，見圖8-19。馮米斯應(yīng)力圖用于評價應(yīng)力分布情況，右面是CATIA自動生成的調(diào)色板，顏色從藍(lán)到紅，表示應(yīng)力逐漸變大。當(dāng)鼠標(biāo)指向節(jié)點(diǎn)時，顯示此節(jié)點(diǎn)的馮米斯應(yīng)力值。圖8-19馮米斯應(yīng)力圖1.

馮米斯應(yīng)力（StressVonMises）顯示1.

位移顯示單擊圖標(biāo)，顯示了位移圖，見圖8-20。位移顯示代表變形情況，也是用顏色代表位移值，自動產(chǎn)生調(diào)色板，代表一定范圍的位移值；鼠標(biāo)在節(jié)點(diǎn)上，可顯示此點(diǎn)的位移值。圖8-20位移顯示圖1.

位移顯示4.

主應(yīng)力張量顯示單擊圖標(biāo)，顯示了主應(yīng)力張量圖，見圖8-21。該功能顯示節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力張量的符號，從整個顯示圖可以看到形體承接載荷的路徑和狀態(tài)，顏色從藍(lán)到紅，表示應(yīng)力逐漸變大。圖8-21主應(yīng)力張量顯示圖4.

主應(yīng)力張量顯示5.

顯示位移或應(yīng)力的最大最小值單擊圖標(biāo)，可以在位移或應(yīng)力圖上標(biāo)注位移或應(yīng)力的最大最小值，見圖8-22。圖8-22顯示應(yīng)力的最大最小值

5.

顯示位移或應(yīng)力的最大最小值8.5

動態(tài)分析的前處理和顯示計算結(jié)果如果在進(jìn)入工程分析模塊時選擇了FrequencyAnalyses或FreeFrequencyAnalyses（見圖8-1所示對話框），將進(jìn)行形體的動態(tài)分析。FrequencyAnalyses和FreeFrequencyAnalyses都是形體的固有頻率分析，但前者需要對形體施加一定的約束，后者完全自由。8.5.1動態(tài)分析前處理1.施加約束動態(tài)分析中約束有clamp（夾緊）、SurfaceSlider（曲面滑動）和AdvancedRestraints（高級自由度約束）三種類型。如果在進(jìn)入工程分析模塊時選擇了FrequencyAnalyses，就需要對形體施加一定的約束，施加約束的方法同靜態(tài)分析。8.5

動態(tài)分析的前處理和顯示計算結(jié)果2.附加質(zhì)量通過Mass工具欄為形體附加質(zhì)量。（1）附加分布質(zhì)量分布質(zhì)量施加于形體表面或虛擬單元上，代表著節(jié)點(diǎn)上的附加質(zhì)量，計算中等價到各個節(jié)點(diǎn)之上。單擊圖標(biāo)，彈出圖8-23所示分布質(zhì)量對話框。選擇形體表面、棱邊或虛擬單元，在對話框中輸入質(zhì)量數(shù)值。例如選擇了圖8-24所示零件的右孔表面，輸入1kg的質(zhì)量，單擊OK按鈕，結(jié)果見圖8-24。圖8-23分布質(zhì)量對話框2.附加質(zhì)量圖8-24施加分布質(zhì)量后的零件圖8-24施加分布質(zhì)量后的零件（3）附加面質(zhì)量密度以單位面積的方式為形體附加質(zhì)量。單擊圖標(biāo)，彈出與圖8-25所示對話框類似的面線質(zhì)量密度對話框。選擇形體的表面，輸入面質(zhì)量密度數(shù)值即可。上述約束施加方法和靜態(tài)分析施加約束方法.8.5.2計算1.確定存放計算數(shù)據(jù)和計算結(jié)果文件的的路徑（同靜態(tài)分析）。2.確定計算模態(tài)的最高階數(shù)雙擊圖8-26(a)所示特征樹上頻率分析工況節(jié)點(diǎn)

，彈出圖8-26(b)所示頻率參數(shù)對話框，在對話框中指定計算模態(tài)的最高階數(shù)，例如10。

（3）附加面質(zhì)量密度（a）（b）圖8-26特征樹和頻率參數(shù)對話框

（a）（b8.5.3顯示動態(tài)分析結(jié)果1.

馮米斯應(yīng)力（StressvonMises）顯示

單擊圖標(biāo)，顯示形體的馮米斯應(yīng)力圖，見圖8-27（a）。雙擊該應(yīng)力圖或特征樹的節(jié)點(diǎn)，將彈出圖8-27（b）所示圖像編輯對話框。通過該對話框選擇不同的頻率階數(shù)，即可得到相應(yīng)的應(yīng)力圖。（a）（b）圖8-27形體的馮米斯應(yīng)力圖和圖像編輯對話框8.5.3顯示動態(tài)分析結(jié)果2.

位移顯示（模態(tài)顯示）單擊該圖標(biāo)，顯示形體的位移圖，見圖8-28。雙擊該應(yīng)力圖或特征樹的節(jié)點(diǎn)，將彈出圖8-27（b）所示圖像編輯對話框。通過該對話框選擇不同的頻率階數(shù)，即可得到相應(yīng)的位移圖。圖8-28是頻率階數(shù)為10時形體的位移圖。圖8-28形體的位移顯示圖2.位移顯示（模態(tài)顯示）3.

模態(tài)的動畫顯示單擊該圖標(biāo)，彈出圖8-29（b）所示動畫窗口。該窗口的圖像按鈕與播放影像設(shè)備的按鈕用法相同。通過這些按鈕詳細(xì)地觀察形體在不同時刻應(yīng)力或位移的變化。圖8-29動畫窗口3. 模態(tài)的動畫顯示8.6有限元分析實(shí)例[例8-1]以第4章建立的搖桿為例，演示有限元分析的過程。圖8-30搖桿1.進(jìn)入有限元分析模塊前的準(zhǔn)備工作（1）首先打開搖桿的三維形體文件YaoGan.CATPart，顯示了圖8-30所示的搖桿。選擇搖桿，單擊圖標(biāo)，在隨后彈出的圖8-31所示材料庫的【Library】對話框中選擇Steel（鋼）。

8.6有限元分析實(shí)例（2）（2）將顯示模式設(shè)置為。圖8-31【Library】對話框（2）（2）將顯示模式設(shè)置為。（3）選擇菜單【Start】【Analysis&Simulation】【GeneralStructureAnalysis】，在圖8-1所示對話框中選擇StaticAnalysis（靜態(tài)分析），進(jìn)入有限元分析模塊，將產(chǎn)生一個新的CATAnalysis文件。2.施加約束單擊圖標(biāo)，選擇搖桿中心孔，為搖桿施加滑動約束，見圖8-32。圖8-32在搖桿中心孔施加滑動約束（3）選擇菜單【Start】【Analysis&Sim單擊圖標(biāo)，選擇搖桿左孔，為搖桿施加夾緊約束，見圖8-33。圖8-33在搖桿左孔施加夾緊約束單擊圖標(biāo)，選擇搖桿左孔，為搖桿施加夾緊約束，見圖3.單擊圖標(biāo)、選擇搖桿右邊的長孔，在分布載荷對話框內(nèi)輸入X軸反方向、大小為1500N的分布載荷，見圖8-34。圖8-34在搖桿右邊的長孔施加載荷3.單擊圖標(biāo)、選擇搖桿右邊的長孔，在分布載荷對4.單擊圖標(biāo)，通過圖8-15所示的確定存儲路徑對話框輸入計算數(shù)據(jù)和計算結(jié)果文件的的路徑。5.單擊圖標(biāo)開始計算。6．顯示分析結(jié)果單擊圖標(biāo)顯示搖桿的網(wǎng)格變形圖，見圖8-35。圖8-35搖桿網(wǎng)格變形圖4.單擊圖標(biāo)，通過圖8-15所示的確定存儲路徑習(xí)題1．孔板（取四分之一）見圖8-86，邊界條件為沿著平面滑動，作孔板受壓力應(yīng)力分析。圖8-86習(xí)題2．圖8-87為球冠受力圖，已知球冠的材料為鋼，F(xiàn)=3000N均勻分布。作球冠應(yīng)力和變形分析。圖8-872．圖8-87為球冠受力圖，已知球冠的材料為鋼，F(xiàn)=30003．鋼材懸臂梁的尺寸見圖8-88，做該懸臂梁的特征值分析。圖8-884．四邊剛性固定的方形板，尺寸為200×200×2.5。表面均勻壓力=1600N，材料為鋼材，求解中心撓度。5．圖8-89所示連桿，材料為鋼材，厚度為6mm，兩端孔受桿軸線方向壓力F=980N，求解應(yīng)力和變形。3．鋼材懸臂梁的尺寸見圖8-88，做該懸臂梁的特征值分析。演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！

第8章工程分析8.1進(jìn)入工程分析模塊8.2

施加約束8.3施加載荷8.4靜態(tài)有限元計算過程和后處理8.5

動態(tài)分析的前處理和顯示計算結(jié)果8.6 有限元分析實(shí)例習(xí)題第8章工程分析8.1進(jìn)入工程分析模塊

工程分析指的是有限元分析，包括靜態(tài)分析（StaticAnalyses）和動態(tài)分析。動態(tài)分析又分為限制狀態(tài)固有頻率分析（FrequencyAnalyses）和自由狀態(tài)固有頻率分析（FreeFrequencyAnalyses），前者在物體上施加一定約束，后者的物體沒有任何約束，即完全自由。

8.1進(jìn)入工程分析模塊

1.進(jìn)入工程分析模塊前的準(zhǔn)備工作

（1）在三維實(shí)體建模模塊建立形體的三維模型，為三維形體添加材質(zhì)，見4.7。

（2）將顯示模式設(shè)置為Shading（著色）和Materials（材料），這樣才能看到形體的應(yīng)力和變形圖，詳見2.11.6。

工程分析指的是有限元分析，包2.進(jìn)入工程分析模塊選擇菜單【Start】【Analysis&Simulation】【GenerativeStructuralAnalysis】彈出圖8-1所示新的分析實(shí)例對話框。在對話框中選擇靜態(tài)分析（StaticAnalyses）、限制狀態(tài)固有頻率分析（FrequencyAnalyses）還是自由狀態(tài)固有頻率分析（FreeFrequencyAnalyses），單擊OK按鈕，將開始一個新的分析實(shí)例。圖8-1新的分析實(shí)例對話框2.進(jìn)入工程分析模塊有限元分析的過程有限元分析的一般流程為：（1）從三維實(shí)體建模模塊進(jìn)入有限元分析模塊。（2）在形體上施加約束。（3）在形體上施加載荷。（4）計算（包括網(wǎng)格自動劃分），解方程和生成應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果。（5）分析計算結(jié)果，單元網(wǎng)格、應(yīng)力或變形顯示。（6）對關(guān)心的區(qū)域細(xì)化網(wǎng)格、重新計算。上述（1）~（3）過程是有限元分析預(yù)（前）處理，（4）是計算過程，（5）、（6）是有限元后處理。有限元文件的類型為CATAnalysis。有限元分析的過程8.2

施加約束1.夾緊約束該約束施加于形體表面或邊界，使其上的所有節(jié)點(diǎn)的位置固定不變（三個平移自由度全部約束）。施加夾緊約束的過程是：（1）單擊該圖標(biāo)，彈出圖8-2所示夾緊約束對話框。（2）選擇約束對象（曲面或邊界），例如選擇形體的一個表面，單擊OK按鈕。在所選形體表面和特征樹的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生了夾緊約束標(biāo)記，見圖8-3。圖8-2夾緊約束對話框8.2

施加約束圖8-3選擇夾緊約束表面圖8-3選擇夾緊約束表面2．表面滑動約束該約束施加于形體表面，使得表面上的節(jié)點(diǎn)只能沿著與此表面滑動，而不能沿此表面有法線方向的運(yùn)動。施加此約束的過程是：（1）單擊該圖標(biāo)，彈出與圖8-2類似的表面滑動約束對話框。（2）選擇約束對象（形體表面），單擊OK按鈕。在所選形體表面和特征樹的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生了滑動約束的標(biāo)記，見圖8-4。圖8-4選擇滑動約束表面2．表面滑動約束3.高級約束該功能提供了對任意節(jié)點(diǎn)的（平移）自由度的約束控制。施加此約束的過程是：（1）單擊該圖標(biāo)，彈出圖8-5所示高級約束對話框。（2）選擇約束對象（曲面或棱邊）。（3）選擇坐標(biāo)系類型，其中Implicit：隱含（局部）坐標(biāo)系、Global：全局坐標(biāo)系、User：用戶定義坐標(biāo)系。（4）選擇要約束的自由度（旋轉(zhuǎn)自由度只對殼體單元或虛擬實(shí)體起作用），圖8-5高級約束對話框3.高級約束例如約束圖8-6所示形體外棱邊的2（Y方向）和3（Z方向）的平移自由度，第一自由度（X方向）未被約束，因此X軸上無箭頭。圖8-6選擇棱邊為高級約束

例如約束圖8-6所示形體外棱邊的2（Y方向）和3（Z方4．靜態(tài)約束該功能使形體不能產(chǎn)生剛體運(yùn)動，成為靜定狀態(tài)（約束平移和旋轉(zhuǎn)自由度）。操作步驟是：（1）單擊圖標(biāo)，彈出對話框。（2）選擇約束對象，同時在形體附近顯示靜態(tài)約束標(biāo)記。

4．靜態(tài)約束8.3施加載荷1.均勻壓力載荷該載荷施加于曲面或平面，均勻分布，方向?yàn)楸砻娴姆ㄏ蚍较?。操作步驟為：（1）單擊該圖標(biāo)，彈出圖8-7所示施加壓力載荷對話框。（2）選擇施加對象（表面）。（3）輸入壓力數(shù)值（壓強(qiáng)），參照圖8-8。圖8-7施加壓力載荷對話框8.3施加載荷圖8-8選擇施加均勻壓力載荷的表面圖8-8選擇施加均勻壓力載荷的表面2.分布力、扭矩和軸承載荷該類載荷作用于點(diǎn)、表面或虛擬單元，等價于節(jié)點(diǎn)上的力和力矩。施加方法是：（1）單擊圖標(biāo)（或

、），彈出圖8-9所示施加載荷的對話框。（2）選擇施加對象（表面或棱邊）。（3）選擇力的坐標(biāo)系。（4）輸入力或力矩的大小和方向。圖8-10是在形體的內(nèi)孔處施加軸承載荷后的結(jié)果。

圖8-9施加載荷的對話框2.分布力、扭矩和軸承載荷圖8-10施加軸承載荷圖8-10施加軸承載荷3. 加速度載荷（形體的重力）該功能提供了施加慣性力或重力的方法。一般流程是：（1）單擊圖標(biāo)。（2）選擇施加對象。（3）選擇坐標(biāo)軸。（4）輸入加速度x、y、z方向載荷的分量。4.離心（向心）力定義由于旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。一般的流程是：（1）單擊圖標(biāo)。（2）選擇形體。（3）選擇旋轉(zhuǎn)軸。（4）輸入角速度和角加速度值。3. 加速度載荷（形體的重力）5.力密度力密度包括：線密度力、面密度力和體密度力。是施加于直線、曲面或?qū)嶓w上的均勻載荷。一般流程是：（1）單擊力密度圖標(biāo)。（2）選擇施加對象(曲線,表面或形體)。（3）選擇軸系。（4）選擇力的方向和密度。（5）選擇坐標(biāo)系類型，其中：Implicit為隱含（局部）坐標(biāo)系、Global為全局坐標(biāo)系、User為用戶定義坐標(biāo)系。5.力密度6.

位移載荷該載荷在前面施加的約束基礎(chǔ)上給定強(qiáng)制位移，等價于在實(shí)體約束表面施加載荷，例如一個表面施加了夾緊（clamp）約束后可以給定此表面上的三個平移位移一定的數(shù)值，相當(dāng)于對此表面施加了一定的載荷。一般的流程是：（1）單擊該圖標(biāo)，彈出圖8-11所示位移載荷對話框。（2）選擇已施加的約束。（3）輸入每個約束自由度的位移值，參照圖8-12。圖8-11位移載荷對話框6.位移載荷圖8-12在夾緊約束上施加位移載荷圖8-12在夾緊約束上施加位移載荷8.4靜態(tài)有限元計算過程和后處理如果在進(jìn)入工程分析模塊時選擇了StaticAnalyses（見圖8-1所示對話框），在確定了約束條件和施加載荷之后就可以進(jìn)行靜態(tài)有限元計算和后處理工作。例如上述零件的底部選擇了夾緊約束，左孔施加了X、Y分量均為-1000N的軸承載荷，右孔施加了X分量為1000N、Y分量為-1000N的軸承載荷，見圖8-13。圖8-13選擇了夾緊約束和施加了軸承載荷的零件8.4靜態(tài)有限元計算過程和后處理8.4.1計算1.

確定存放計算數(shù)據(jù)和計算結(jié)果文件的的路徑.可以通過下面兩種方法指定計算數(shù)據(jù)和結(jié)果存儲路徑：（1）選擇圖標(biāo)，通過隨后彈出的圖8-14所示的確定存儲路徑對話框輸入計算數(shù)據(jù)和計算結(jié)果文件的的路徑。圖8-14確定存儲路徑對話框8.4.1計算（2）通過圖8-15特征樹LinksManager節(jié)點(diǎn)的目錄，雙擊該目錄的分支，即可更改存儲路徑。圖8-15特征樹的LinksManager節(jié)點(diǎn)（2）通過圖8-15特征樹LinksManager節(jié)點(diǎn)的目2.啟動有限元計算功能單擊該圖，彈出圖8-16所示有關(guān)計算的對話框，在該對話框的下拉列表里選擇All，單擊OK按鈕即可開始計算，完成計算后，有關(guān)顯示有限元分析結(jié)果的圖標(biāo)改變?yōu)榭捎玫臓顟B(tài)。圖8-16有關(guān)計算的對話框2.啟動有限元計算功能8.4.2顯示靜態(tài)分析結(jié)果1.

產(chǎn)生/顯示自動劃分的網(wǎng)格單擊該圖標(biāo)，顯示了增添網(wǎng)格后的形體，網(wǎng)格是CATIA自動劃分的，見圖8-17。圖8-17增添網(wǎng)格后的形體將光標(biāo)移至形體或特征樹的節(jié)點(diǎn)上面之后單擊鼠標(biāo)右鍵，在隨后彈出的上下文相關(guān)菜單中選擇【DeformedMeshobject】【Definition…】，將彈出圖8-18（a）所示控制網(wǎng)格效果的8.4.2顯示靜態(tài)分析結(jié)果對話框。若切換開關(guān)DisplayonDeformedMesh為開，顯示變形后的形體，見圖8-17，否則顯示變形前的形體，見圖8-18（b）。（a）（b）圖8-18控制網(wǎng)格效果的對話框?qū)υ捒颉Ｈ羟袚Q開關(guān)DisplayonDeformedM1.

馮米斯應(yīng)力（StressVonMises）顯示單擊圖標(biāo)，顯示了馮米斯應(yīng)力圖，見圖8-19。馮米斯應(yīng)力圖用于評價應(yīng)力分布情況，右面是CATIA自動生成的調(diào)色板，顏色從藍(lán)到紅，表示應(yīng)力逐漸變大。當(dāng)鼠標(biāo)指向節(jié)點(diǎn)時，顯示此節(jié)點(diǎn)的馮米斯應(yīng)力值。圖8-19馮米斯應(yīng)力圖1.

馮米斯應(yīng)力（StressVonMises）顯示1.

位移顯示單擊圖標(biāo)，顯示了位移圖，見圖8-20。位移顯示代表變形情況，也是用顏色代表位移值，自動產(chǎn)生調(diào)色板，代表一定范圍的位移值；鼠標(biāo)在節(jié)點(diǎn)上，可顯示此點(diǎn)的位移值。圖8-20位移顯示圖1.

位移顯示4.

主應(yīng)力張量顯示單擊圖標(biāo)，顯示了主應(yīng)力張量圖，見圖8-21。該功能顯示節(jié)點(diǎn)處應(yīng)力張量的符號，從整個顯示圖可以看到形體承接載荷的路徑和狀態(tài)，顏色從藍(lán)到紅，表示應(yīng)力逐漸變大。圖8-21主應(yīng)力張量顯示圖4.

主應(yīng)力張量顯示5.

顯示位移或應(yīng)力的最大最小值單擊圖標(biāo)，可以在位移或應(yīng)力圖上標(biāo)注位移或應(yīng)力的最大最小值，見圖8-22。圖8-22顯示應(yīng)力的最大最小值

5.

顯示位移或應(yīng)力的最大最小值8.5

動態(tài)分析的前處理和顯示計算結(jié)果如果在進(jìn)入工程分析模塊時選擇了FrequencyAnalyses或FreeFrequencyAnalyses（見圖8-1所示對話框），將進(jìn)行形體的動態(tài)分析。FrequencyAnalyses和FreeFrequencyAnalyses都是形體的固有頻率分析，但前者需要對形體施加一定的約束，后者完全自由。8.5.1動態(tài)分析前處理1.施加約束動態(tài)分析中約束有clamp（夾緊）、SurfaceSlider（曲面滑動）和AdvancedRestraints（高級自由度約束）三種類型。如果在進(jìn)入工程分析模塊時選擇了FrequencyAnalyses，就需要對形體施加一定的約束，施加約束的方法同靜態(tài)分析。8.5

動態(tài)分析的前處理和顯示計算結(jié)果2.附加質(zhì)量通過Mass工具欄為形體附加質(zhì)量。（1）附加分布質(zhì)量分布質(zhì)量施加于形體表面或虛擬單元上，代表著節(jié)點(diǎn)上的附加質(zhì)量，計算中等價到各個節(jié)點(diǎn)之上。單擊圖標(biāo)，彈出圖8-23所示分布質(zhì)量對話框。選擇形體表面、棱邊或虛擬單元，在對話框中輸入質(zhì)量數(shù)值。例如選擇了圖8-24所示零件的右孔表面，輸入1kg的質(zhì)量，單擊OK按鈕，結(jié)果見圖8-24。圖8-23分布質(zhì)量對話框2.附加質(zhì)量圖8-24施加分布質(zhì)量后的零件圖8-24施加分布質(zhì)量后的零件（3）附加面質(zhì)量密度以單位面積的方式為形體附加質(zhì)量。單擊圖標(biāo)，彈出與圖8-25所示對話框類似的面線質(zhì)量密度對話框。選擇形體的表面，輸入面質(zhì)量密度數(shù)值即可。上述約束施加方法和靜態(tài)分析施加約束方法.8.5.2計算1.確定存放計算數(shù)據(jù)和計算結(jié)果文件的的路徑（同靜態(tài)分析）。2.確定計算模態(tài)的最高階數(shù)雙擊圖8-26(a)所示特征樹上頻率分析工況節(jié)點(diǎn)

，彈出圖8-26(b)所示頻率參數(shù)對話框，在對話框中指定計算模態(tài)的最高階數(shù)，例如10。

（3）附加面質(zhì)量密度（a）（b）圖8-26特征樹和頻率參數(shù)對話框

（a）（b8.5.3顯示動態(tài)分析結(jié)果1.

馮米斯應(yīng)力（StressvonMises）顯示

單擊圖標(biāo)，顯示形體的馮米斯應(yīng)力圖，見圖8-27（a）。雙擊該應(yīng)力圖或特征樹的節(jié)點(diǎn)，將彈出圖8-27（b）所示圖像編輯對話框。通過該對話框選擇不同的頻率階數(shù)，即可得到相應(yīng)的應(yīng)力圖。（a）（b）圖8-27形體的馮米斯應(yīng)力圖和圖像編輯對話框8.5.3顯示動態(tài)分析