catia悬臂梁受均匀压力的受力分析

免费CAD教程网 2012年09月21日

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本节介绍如下图所示的悬臂梁（截面为10mm*10mm的矩形，长度100mm），受均布压力载荷10N/m2。试求出该悬臂梁的最大应力和最大挠度。

1.启动catia，

打开xuanbiliang目录下的xuanbiliang.CATPart文件，在该文件中的几何模型中已经加好了材料（钢）。

2. 进入创成式零件有限元分析模块，如下图。之后点击“确定”，如下图。

3.

在零件的有限元模块中选择工具条中的按钮，按照如下图所示的方式选择梁的一个端面，点击“确定”，即可完成悬臂约束的施加。（该约束限制了空间中的6各自由度。）

4.选择

工具条中的

按钮，并选择悬臂梁的上表面，在pressure中输入10N_m2，如下图。施加了载荷与约束的悬臂梁如下图。

5. 在特征树的finite element model.1——nodes and elements 下的

上双击，如下图。弹出如图8的对话框，在size中输入6mm的单元边长，点击确定。

6.选择

工具条中的按钮，在弹出的对话框中分别点击“确定”、YES，即可自动完成计算，如下图。

7. 选择

工具条中的

按钮，按钮查看受力后的变形形状。注意：此时选择

工具条中的

按钮，才能看到变形后的网格。如下图：

8. 选择

工具条中的

按钮查看第四强度的等效应力，如下图。注意：此时选择

工具条中的

按钮，（即用“物料”方式显示的模式），才能看到如下图所示的应力云图。设置显示效果的方法是：单击“查看－渲染方式－定制视图”如下图，在弹出的菜单中仅选择“加阴影”和“物料”两个选项，如下图。

从应力云图很不光滑，而实际的应力云图应该是连续光滑的，这说明计算精度很差，需要加密网格，重新计算。

9.显示应力时，可以用

工具条中的按钮，显示动画。
10.选择

工具条中的

按钮，查看位移（挠度）。缺省状态时挠度是向量箭头表示的，这样的显示不太清晰。在挠度图上双击鼠标左键，如下图。弹出如下图的对话框，在对话框中选择AVERAGE-ISO，即可得到如下图的挠度显示

11. 从图14的右侧可以看到挠度仅4.9e-6mmm，而理论上的挠度是7.5e-6mm。所以应该加密网格重新计算，得到高精度的分析结果

12. 在特征树的finite element model.1——nodes and elements 下的上双击，如图15。弹出如图16的对话框，在size中输入3mm的单元边长，并选择parabolic（抛物线型的单元类型），点击确定。

13. 选择

工具条中的按钮，在弹出的对话框中分别点击“确定”、YES，即可自动完成计算，如图17。

14. 选择

工具条中的

按钮，查看受力后的变形形状。此时选择

工具条中

按钮，才能看到变形后的网格，如图18。（图18中同时对比了单元边长6mm与单元边长3mm时网格的数量）

15.选择

工具条中的

按钮，查看第四强度的等效应力，如图19。注意：此时选择

工具条中的

按钮，（即用“物料”方式显示的模式），才能看到如图19所示的应力云图。从应力云图很光滑了，而实际的应力云图也是连续光滑的，这说明计算精度足够了。另外，从应力值显示为3.03e3pa＝0.00303MPa，与解析解0.003MPa，差0.00003MPa，误差为1%.

16.当显示应力时，可以用

工具条中按钮显示动画。

17.选择

工具条中

按钮，查看位移（挠度）。缺省状态时挠度是向量箭头表示的，这样的显示不太清晰。在挠度图上双击鼠标左键，如图20。弹出如图21的对话框，在对话框中选择AVERAGE-ISO，即可得到如图22的挠度显示

18.

从图22的右侧可以看到挠度仅7.54e-6mmm，而理论上的挠度是7.5e-6mm，误差为0.53%。,精度足够了。

19.选择

工具条中的

按钮，自动生成报告。参考图23

20.在“output directory”中输入报告的存放位置。在title of the report中输入标题。如果打算把查看过了图片都自动加到报告中，则把“add created image”选中。

自动生成的报告会自动打开，在报告中有图24所示的支反力列表。

注意：

本悬臂梁的分析时，约束也可以用虚拟零件的方法施加（在左侧的约束端面上创建虚拟刚性虚拟零件，然后利用高级约束施加6个约束。请试做

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