catia cae 入門車身件分析[共22頁]

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1、 161efd50603d6a41a0c6a36ad4770b9e.pdf 內(nèi)部培訓(xùn)一、 基本步驟1、 由于車身件都是UG文件，需要將UG轉(zhuǎn)換成CATIA2、 由于UG文件的公差默認(rèn)為0.0254，而CATIA為0.001，差距很大，導(dǎo)致UG轉(zhuǎn)換成CATIA后，許多面出現(xiàn)問題需要修復(fù)，這需要用到Healing Assistant修復(fù)助手，將所有面修復(fù)，并縫合成一個整體。3、 進(jìn)入高級網(wǎng)格，將曲面網(wǎng)格化。 車身件厚度一般都小于3mm，采用板單元進(jìn)行模擬，考慮到計(jì)算量，一般用四邊形，為提高精度盡量減少三角形單元的數(shù)量。一般用Advanced Meshing Tools高級網(wǎng)格工具的advanced

2、 surface mesher高級曲面網(wǎng)格進(jìn)行曲面幾何優(yōu)化，網(wǎng)格劃分。4、 進(jìn)入一般結(jié)構(gòu)分析以上這些步驟并不是絕對的，這里只不過是介紹catia有限元分析得一條較簡單的步驟，提供入門學(xué)習(xí)。二、 UG文件轉(zhuǎn)換成CATIA1、 UG轉(zhuǎn)換成IGS可以使用UG Translators工具集中的IGES進(jìn)行批量轉(zhuǎn)換。2、 IGS轉(zhuǎn)換成CATIA1） 批量轉(zhuǎn)換需要先在CATIA中提供證書。工具-選項(xiàng)-常規(guī)-許可證發(fā)放-勾選所有配置（可以部分省略）。2） CATIA ，TOOLS工具集中的Batch Management批處理監(jiān)視器，選擇Batch-DXF-IGES-STEP注意必須選擇輸出目錄三、 文件整

3、理（此過程可以在修復(fù)助手模塊完成，也可以在一般曲面創(chuàng)建模塊中完成）以地板橫梁為例，說明一下文件整理的過程及要求1、 破面修補(bǔ)1） 從上圖中可以看出，轉(zhuǎn)換后的零件出現(xiàn)破面，這個都包含在了結(jié)構(gòu)樹中的Geometry Failure，以及Invalid Input Geometry。修復(fù)零件破面可以顯示著兩個集合中項(xiàng)目來簡化過程。2） 修補(bǔ)完成后，零件應(yīng)當(dāng)沒有明顯破面，過大間隙，重疊等2、 結(jié)構(gòu)樹整理由于網(wǎng)格劃分的需要建零件本身的曲面縫合成一個整體。曲面應(yīng)當(dāng)放在一個集合中，并且沒有其他項(xiàng)目。從目前的結(jié)構(gòu)樹來看幾何集，比較散亂。根據(jù)需要，建立集合如下：tzx集合包含所有線和點(diǎn)，包括料厚線。Bz包含所有

4、標(biāo)準(zhǔn)件。5101721指該件件號包含零件本身所有曲面。3、 產(chǎn)品-零件號產(chǎn)品-零部件件號應(yīng)當(dāng)改成與零件編號一致，以保證總成分析時命名正確。更改完成后的結(jié)構(gòu)樹四、 曲面縫合需要用Healing Assistant修復(fù)助手進(jìn)行。它主要功能1、 對曲面集合進(jìn)行surface connection checker連接性檢查1） 點(diǎn)擊2） 選中5101721曲面集合，也就是選中零件本身的所有曲面3） 點(diǎn)擊應(yīng)用，catia自動分析曲面連接性2、 分析結(jié)果經(jīng)過前面的破面修補(bǔ)，該件基本問題不大。曲面縫合主要考慮不能有重合面和內(nèi)含面，盡量減少overlap交迭面。單選某個項(xiàng)目，系統(tǒng)自動用相應(yīng)顏色顯示該狀態(tài)的面。

5、如選中overlap交迭面可以將各種面轉(zhuǎn)移到新的集合中，以便于修復(fù)曲面。比如，選中overlap，然后點(diǎn)擊Transfer轉(zhuǎn)移，出現(xiàn)Transfer對話框左側(cè)中是系統(tǒng)自動檢測到異常面（由于選擇的是overlap交迭面,檢測到的異常面是交迭面），可以選擇某個面，查看面的具體位置，系統(tǒng)自動給該面變色，如下可以把認(rèn)為需要轉(zhuǎn)移的面選中然后點(diǎn)擊，將該面選中，也可以一次性將所有面全部選中，點(diǎn)擊還可以將選中的面取消，選擇想要取消的面，然后點(diǎn)擊，取消所有點(diǎn)擊我們選擇所有面然后點(diǎn)擊，將所有異常面轉(zhuǎn)移到overlap case集合中，然后點(diǎn)擊，系統(tǒng)返回到曲面連接性檢查對話框，可以繼續(xù)對其他種類的異常面進(jìn)行處理。需

6、要注意的事，交迭面數(shù)量已經(jīng)變成0了。并且結(jié)構(gòu)樹中葉新增加了overlap cases.1這個集合。這個例子中，我們不需要處理其他面，點(diǎn)擊，完成異常面處理。注意如果點(diǎn)擊，則前面對異常面的處理也將取消。這樣我們就將異常面分隔開了，有利于曲面修復(fù)。接下來，可以用普通曲面工具進(jìn)行修復(fù)。這里不再詳述。修復(fù)完成后，將零件本身所有曲面移動到5101721集合中。3、 曲面縫合點(diǎn)擊，選中5101721集合修改合并距離為0.08，點(diǎn)擊確定，完成縫合4、 檢查縫合結(jié)果選擇視圖為帶邊著色但不使邊平滑，察看零件從圖中可以看出，零件邊界符合要求，基本沒有不需要的空洞間隙，可以進(jìn)行網(wǎng)格劃分。五、 網(wǎng)格劃分開始分析與模擬-

7、 -Advanced Meshing Tools 1、 界面簡介2、 選擇分析實(shí)例類型本例中選擇Static Analysis 靜力分析，然后點(diǎn)擊確定3、 點(diǎn)擊，選擇零件曲面，進(jìn)入 Advanced Surface Mesher 高級曲面劃分4、 全局參數(shù)設(shè)定1） 網(wǎng)格類型 三角形網(wǎng)格linear線型單元Parabolic弧形單元3節(jié)點(diǎn) 6自由度6節(jié)點(diǎn) 6自由度四邊形網(wǎng)格linear線型單元Parabolic弧形單元4節(jié)點(diǎn) 6自由度8節(jié)點(diǎn) 6自由度一般選擇線型四邊形，以利于提高精度，降低計(jì)算量，具體比較可以參考幫助Elfini 結(jié)構(gòu)分析-Morley's Problem。見附頁。2）

8、單元大小一般而言，單元越小，有限元模型越接近幾何模型，計(jì)算結(jié)果越正確。但是單元越小，導(dǎo)致單元數(shù)量急劇增加，運(yùn)算加大，運(yùn)算時間增加。一般通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比，計(jì)算結(jié)果誤差滿足使用時，來確認(rèn)單元大小。這里設(shè)定為5。3） 垂度這里設(shè)定為0.35、 進(jìn)入高級網(wǎng)格劃分，點(diǎn)擊6、 點(diǎn)擊 Simplifying the Geometry，進(jìn)行幾何簡化1）忽略孔，點(diǎn)擊后孔邊界線由黃色變成藍(lán)色。再次點(diǎn)擊由藍(lán)色變成黃色，表示邊界有效。2）添加/移除邊界7、 點(diǎn)擊Meshing the Part，進(jìn)行網(wǎng)格化注意視圖模式應(yīng)當(dāng)為 質(zhì)量模式從圖中可以看出局部位置顏色為黃色，表面該處網(wǎng)格需要優(yōu)化8、 點(diǎn)擊 Mesh Edit

9、ing ，進(jìn)行網(wǎng)格優(yōu)化勾選所有項(xiàng)目，將鼠標(biāo)移動到黃色網(wǎng)格上，注意鼠標(biāo)變化，系統(tǒng)自動體是可以進(jìn)行的優(yōu)化操作這里采用將一個四邊形網(wǎng)格分割點(diǎn)擊后，系統(tǒng)劃分并重新最優(yōu)化該處及周邊網(wǎng)格，如上圖。完成優(yōu)化，點(diǎn)擊確定。9、 點(diǎn)擊exit，退出高級曲面網(wǎng)格。10、 返回高級網(wǎng)格界面11、 由于系統(tǒng)添加零件厚度時，相當(dāng)于兩面同時加厚，所以需要把網(wǎng)格面偏移到中性面。1） 打開連接文件，查看零件厚度及料厚方向2） 點(diǎn)擊 Offsetting the Mesh 偏置網(wǎng)格注意，紅色箭頭方向?yàn)楫?dāng)前網(wǎng)格方向（與偏置offset中的數(shù)值正負(fù)有關(guān)），這里offset應(yīng)該設(shè)為-1，至此，基本完成該件網(wǎng)格劃分六、一般分析，可參考入

10、門基礎(chǔ)。Meshing Methods劃分方式 Beam Meshing Methods 1維單元 Surface Meshing Methods 2維單元 Meshing using OCTREE Triangles 三角形網(wǎng)格 Surface Mesher 曲面劃分 Advanced Surface Mesher 高級曲面劃分 Solid Meshing Methods 3維單元 Tetrahedron Filler OCTREE Tetrahedron Mesher Sweep 3D1、 Import/Export輸入/輸出 Importing the Mesh 輸入網(wǎng)格文件（*. da

11、t） Exporting the Mesh 輸出網(wǎng)格文件（注意僅輸出網(wǎng)格信息，材料屬性等均不含。相當(dāng)于hypermesh輸出文件的bulk data）3、Welding Meshing Methods Toolbar 焊接網(wǎng)格劃分方式  Meshing Spot Welds 點(diǎn)焊 Meshing Seam Welding Connections 縫焊 Meshing Surface Welding Connections 區(qū)域焊 Creating Nodes to Nodes Mesh Creating Node Interface Mesh 4、Mesh Analysis Tool

12、s Toolbar 網(wǎng)格質(zhì)量分析工具(in the Surface Meshing and the Advanced Surface Meshing workshops) Displaying Free Edges 顯示自由邊界 Checking Intersections / Interferences Duplicate Elements 重合單元 Analyzing Element Quality 分析單元質(zhì)量 Connection Summary (曲面網(wǎng)格和高級曲面網(wǎng)格時不可見) Returning Mesh Part Statistics (曲面網(wǎng)格和高級曲面網(wǎng)格時不可見)5、Me

13、sh Visualization Tools Toolbar 網(wǎng)格顯示工具(in the Surface Meshing and the Advanced Surface Meshing workshops) Standard Visualization Mode Quality Visualization Mode Orientation Visualization Mode Cutting Plane Displaying Element Orientation Shrinking Elements (not available in the Surface Meshing and the

14、 Advanced Surface Meshing workshops)5、Mesh Transformations 網(wǎng)格變換  Transformations 變換 Translation 平移 Rotation 旋轉(zhuǎn) Symmetry 對稱  Extrude Transformations Extrusion by Translation Extrusion by Rotation Extrusion by Symmetry Extrude Mesh along Spine  Coating Transformations Coating 1D Coating

15、 2D6、Mesh Operators 網(wǎng)格操作 Offsetting the Mesh 偏置網(wǎng)格 Splitting Quads Moving Mesh Nodes 7、Local Specifications Removing Holes: Ignore holes in the geometry. 忽略孔Removing Cracks: Ignore cracks in the geometry. 忽略裂縫Removing Faces: Ignore faces in the geometry. 忽略面 Adding/Removing Constraints (Specification

16、s): Add or remove constraints applied to vertices or curves.添加/移除邊界 Imposing Nodes (Specifications): Distribute nodes on edges. 插入節(jié)點(diǎn) Specifying a domain: Impose a domain for the geometry simplification step.8 Execution Toolbar 實(shí)施 Simplifying the Geometry 幾何簡化 Removing the Geometrical Simplifica

17、tion 取消模型簡化 Meshing the Part 網(wǎng)格化 Removing the Mesh 刪除網(wǎng)格9 Edition Tools 編輯工具Cleaning Holes 忽略孔Adding/Removing Constraints (Modifications) 添加/移除邊界Imposing Nodes (Modifications) 插入節(jié)點(diǎn) Removing the Mesh 刪除網(wǎng)格 Domain EditionRe-meshing a DomainRemoving the Mesh by DomainLocking a Domain Modify Mes

18、hMesh Editing 網(wǎng)格優(yōu)化Splitting QuadranglesMorley's ProblemThe purpose of this test is to evaluate the sensitivity of a plate element to the direction (angular orientation) of the mesh on a plate in bending, in a context of a static case. You will use 2D meshes. Reference:· MORLEY L.S.D., Skew

19、Plates and Structures, Pergamon Oxford 1963. · RAZZAQUE A., Program for Triangular Bending Elements with Derivative Smoothing, IJNME Vol 6, pp333-343, 1973. SpecificationsGeometry SpecificationsLength: L = 1 mmThickness: th = 0.001 mmAngle: = 80, 60, 40, 30 deg  Analysis Specification

20、sYoung Modulus (material): E = 3 x 107 MPaPoisson's ratio (material):= 0.3Restraints: Tx = Ty = Tz = 0 on all edgesLoads:Pressure load of 1 MPa on the plate ResultsThe vertical displacements at the center (in mm) for various mesh directions are given in the following tables.Output Results (

21、7x7 nodes)Angle Theoretical valuemmComputed Value mm Linear Triangle (TR3) Parabolic Triangle (TR6)  Linear Quadrangle (QD4) Parabolic Quadrangle (QD8) 80 deg   1.409 x 10-31.359 x 10-31.414 x 10-31.42 x 10-31.425 x 10-3 60 deg 0.9318 x 10-30.92

22、5 x 10-30.9334 x 10-30.935 x 10-30.901 x 10-3 40 deg 0.3487 x 10-30.3455 x 10-30.3592 x 10-30.3538 x 10-30.2923 x 10-3 30 deg 0.1485 x 10-30.1474 x 10-30.1483 x 10-30.1538 x 10-30.1106 x 10-3Output results (13x13 nodes)Angle Theoretical valuemmComputed Value mm Linear Triangle (T

23、R3) Parabolic Triangle (TR6)  Linear Quadrangle (QD4) Parabolic Quadrangle (QD8) 80 deg   1.409 x 10-31.409 x 10-31.431 x 10-31.422 x 10-31.422 x 10-360 deg 0.9318 x 10-30.9403 x 10-30.9412 x 10-30.937 x 10-30.9306 x 10-340 deg 0.3487 x 10-30.3566 x 10-30.3558 x 10-30.3493 x 10-30.3271 x 10-330 deg 0.1485 x 10-30.153 x 10-30.1537 x 10-30.1497 x 10-30.1307 x 10-3第 24 頁 共 24 頁