CATIA 工程结构分析

前言

第1章 有限元分析基础 1

1．1 概述 1

1．1．1 有限元分析的概念 1

1．1．2 一般步骤 1

1．1．3 优越性 2

1．1．4 应用领域 3

1．2 基础知识 4

1．2．1 基本概念 4

1．2．2 基本方程 7

1．2．3 位移模式 9

1．2．4 虚位移原理 15

1．2．5 平面问题分类 17

1．3 模型建立 20

1．3．1 建模原则 20

1．3．2 单元类型及特性定义 23

1．3．3 对称性分析 24

1．3．4 边界条件的建立 27

1．4 静力学分析 36

1．4．1 杆系分析 36

1．4．2 弹性力学平面问题 43

1．4．3 轴对称问题 46

1．4．4 空间问题 51

1．4．5 薄板弯曲 56

1．5 动态分析 59

1．5．1 内容与任务 59

1．5．2 单元分析 60

1．5．3 总体矩阵集成 62

1．5．4 固有特性分析 62

1．5．5 响应分析 64

第2章 CATIA工程分析模块综述 66

2．1 概况 66

2．1．1 模块功能 66

2．1．2 进入模块前的设置 66

2．1．3 进入模块的方法 69

2．2 工作窗口 71

2．2．1 窗口布局 71

2．2．2 工具栏 71

2．2．3 结构树 77

2．3 工程分析流程 78

第3章 模型准备及预处理 79

3．1 材料添加 79

3．1．1 材料添加方法 79

3．1．2 材料库 81

3．1．3 零件材料添加 86

3．1．4 装配件材料添加 88

3．1．5 连接关系材料添加 90

3．2 用户自定义材料 91

3．3 材料的修改 94

3．3．1 材料属性的修改 94

3．3．2 材料纹理的定位 98

3．4 模型简化 99

3．4．1 装配体简化 99

3．4．2 零部件细节处理 100

第4章 网格划分 102

4．1 网格划分的基本原则 102

4．2 网格划分的方法 103

4．3 通用结构分析工作台划分网格 104

4．3．1 实体网格划分 104

4．3．2 曲面网格划分 112

4．3．3 梁单元网格划分 114

4．4 高级网格划分工作台划分网格 118

4．4．1 曲面填充的实体网格划分 118

4．4．2 曲面网格划分 120

4．4．3 高级梁单元网格划分 134

4．5 网格质量分析 141

4．5．1 自由棱边显示 142

4．5．2 交叉和干涉检查 144

4．5．3 重复单元检查 146

4．5．4 平面切割 150

4．5．5 单元质量分析 150

4．6 定义单元特性 157

4．6．1 实体单元特性 157

4．6．2 壳单元特性 162

4．6．3 梁单元特性 167

第5章 虚拟零件 176

5．1 概述 176

5．1．1 定义 176

5．1．2 工具栏 177

5．2 柔性虚件和刚性虚件 178

5．2．1 柔性虚件 178

5．2．2 刚性虚件 179

5．2．3 刚柔性虚件的区别 180

5．3 接触虚件 181

5．4 弹簧虚件 183

5．4．1 柔性弹簧虚件 183

5．4．2 刚性弹簧虚件 187

5．4．3 刚柔性弹簧虚件的区别 189

第6章 连接关系 190

6．1 概述 190

6．2 通用连接关系 190

6．3 点连接关系 192

6．3．1 装配件内点连接关系 192

6．3．2 零件内点连接关系 194

6．4 线连接关系 196

6．4．1 装配件内线连接关系 196

6．4．2 零件内的线连接关系 198

6．5 面连接关系 200

6．5．1 装配件内面连接关系 200

6．5．2 零件内面连接关系 201

6．6 点连接支撑 202

6．6．1 点-点连接关系 203

6．6．2 结合面分析点 204

第7章 连接特性 206

7．1 概述 206

7．2 面-面连接特性 208

7．2．1 滑动连接特性 208

7．2．2 接触连接特性 210

7．2．3 扣紧连接特性 213

7．2．4 扣紧弹性连接特性 215

7．2．5 过盈配合连接特性 217

7．2．6 螺纹连接特性 219

7．3 距离连接特性 224

7．3．1 刚性连接特性 225

7．3．2 柔性连接特性 227

7．3．3 虚拟螺纹连接特性 229

7．3．4 虚拟弹性螺纹连接特性 231

7．3．5 用户自定义距离连接特性 233

7．4 焊接连接特性 236

7．4．1 焊点连接特性 237

7．4．2 焊缝连接特性 239

7．4．3 焊面连接特性 241

7．5 基于点的连接特性 244

7．5．1 节点-节点连接特性 244

7．5．2 结合面点连接特性 247

第8章 约束 249

8．1 概述 249

8．2 夹紧约束 249

8．3 运动副约束 251

8．3．1 滑动约束 251

8．3．2 棱柱约束 253

8．3．3 圆柱铰约束 255

8．3．4 球铰约束 257

8．3．5 铰接约束 259

8．4 高级约束 261

8．4．1 用户自定义约束 261

8．4．2 静定约束 263

第9章 载荷 265

9．1 概述 265

9．2 压强 265

9．3 力 267

9．3．1 均布力 267

9．3．2 力矩 269

9．3．3 轴承载荷 270

9．3．4 导入力 274

9．3．5 导入力矩 277

9．4 体运动载荷 280

9．4．1 加速度 280

9．4．2 离心力 282

9．5 力密度 283

9．5．1 线力密度 283

9．5．2 面力密度 285

9．5．3 体积力密度 287

9．5．4 力密度 288

9．6 强制位移载荷 290

9．7 温度 291

9．7．1 温度场 292

9．7．2 热解方案导出的温度场 293

9．8 高级载荷 294

9．8．1 组合载荷 294

9．8．2 装配载荷 298

第10章 模型检查 300

10．1 实体检查 300

10．2 连接检查 304

10．3 检查其他属性 307

第11章 求解与分析 310

11．1 求解 310

11．1．1 计算 311

11．1．2 全局适应性调整 313

11．1．3 全局适应性计算 314

11．2 求解工具 318

11．2．1 指定外部存储 318

11．2．2 清除外部存储 320

11．2．3 指定临时外部存储 321

11．3 结果分析 322

11．3．1 图像 322

11．3．2 分析工具 335

11．3．3 生成报告 350

11．4 插入新的分析案例 354

第12章 工程实例 357

12．1 弹性支撑件 357

12．1．1 模型准备 357

12．1．2 创建虚件 368

12．1．3 施加约束 371

12．1．4 施加载荷 372

12．1．5 模型检查与网格质量检查 374

12．1．6 计算与分析 375

12．2 大型机架 378

12．2．1 模型准备 379

12．2．2 定义连接关系与连接特性 382

12．2．3 创建虚件 384

12．2．4 定义约束 384

12．2．5 施加载荷 386

12．2．6 模型检查 386

12．2．7 计算与分析 387

12．3 轻型转向驱动桥 388

12．3．1 模型准备 389

12．3．2 定义连接关系与连接特性 392

12．3．3 添加虚件 393

12．3．4 定义约束 395

12．3．5 施加载荷 395

12．3．6 模型检查 400

12．3．7 计算与分析 401

12．4 曲轴模态分析 402

12．4．1 模型准备 402

12．4．2 网格划分 403

12．4．3 模型检查 405

附录A 工程分析常用力学符号及物理量纲 409

附录B CATIA工程分析功能图标一览表 411

参考文献 418