ｃａｔｉａ　ｖ５在水工金属结构设计中的应用论文

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1、ＣＡＴＩＡ　Ｖ５在水工金属结构设计中的应用论文.freelensionalInteractiveApplication)软件是由法国DassaultSystem公司开发的，广泛应用于航空航天、汽车、机械、电子等方面的一套完整的3DCAD/CAM/CAE一体化软件。它的集成解决方案覆盖了几乎所有的产品设计与制造领域。水工金属结构系泛指应用于水利水电工程中的各种永久性的钢结构和机械设备，在这些钢结构和机械设备当中最基本和应用最广泛的是各类闸门、阀门及相应的启闭机械。对水利水电工程而言，各种水工金属结构设备合理

2、的布置，正确的设计、优良的制造安装质量，对于保证工程正常和安全运行是十分重要的。随着现代CAD软件技术的发展，从事水工金属结构的设计人员早已淘汰了手工绘图的图板.freelm的圆，利用“凹槽”工具，类型选择“直到最后”，便完成了滚轮上的轴孔。利用“孔”工具可以较为方便的在滚轮的端面“钻”出已攻丝的螺栓孔。在“孔”工具的弹出对话框中可以选择孔的深度：盲孔、通孔；还可以选择孔的类型：简单、锥形、沉头、埋头、倒钻；在螺纹参数里也有相应的螺纹规格可以选择。“孔”功能作为一个单独的工具从“凹槽”工具里被剥离出来，

3、这对于设计人员是非常人性化的，设计人员不用在为一些标准的螺栓孔去翻查手册，然后单独绘制，可以说非常省时省力，并且准确。最后利用“圆弧阵列”工具将第一个螺栓孔阵列，再将一侧6个螺栓孔用“镜像”工具对称复制到滚轮的另一侧；再利用“倒角”工具将滚轮需要倒角的地方倒角，零件滚轮的实体模型就创建完成。在所有的零部件模型创建完成后，进入CATIA的装配模块进行零部件的装配。CATIA中的装配功能提供给用户多种方法进行装配约束，例如接触约束、同轴约束、距离约束等，小到螺钉螺母大到整架飞机都可以在装配平台上进行装配设计

4、，这也就是所谓的虚拟样机。悬臂轮总成的装配爆炸图，在爆炸图中可以较为清晰表述出各零部件的装配关系，需要注意的是：产品、部件和零件之间的逻辑关系，在装配设计中，树形图上的最上一级为产品，下一级为部件，部件的下一级为零件。使用“桌面”命令，CATIA将按照产品、部件和零件之间的逻辑关系把CATIA已经打开的所有文件排列成树形图的形式，方便用户管理和组织文件。当产品在不同计算机之间切换时，常常由于零部件文件目录位置的改变导致错误，这时通过“更新”命令重新确定零部件文件的链接位置方可正常打开文件，这在装配设计中是

5、易出现错误的地方，需要值得设计者注意，一个较大的水工金属结构总成，往往并不是由单一的设计者完成，每一个设计者也许面向的只是某一局部的组件，在所有的组件装配好后，再进行总体装配，所以保持树型逻辑关系的完整性是尤为重要的；此外，在产品存盘时由于产品中零件的数据独立存储在另一个文件中，产品存盘会激活其零件的保存，因此，应使用保存管理命令避免这个问题。在模型的装配完成后，可以利用“装配分析”工具来检查产品设计中的错误，对产品中不完善的地方进行修改。干涉分析是是装配分析中比较重要的功能利用它可以对装配好的产品进行空

6、间分析，以检测出产品中空间冲突之处，显示检测到零件“轴”的轴肩处与零件“轴端挡板”之间存着接触，此时设计者只需双击树形上需要修改的零件，即可进入零部件设计平台，对零件进行修改，修改后，装配的产品会自动做相应的修改，无需设计者再对此零件进行操作。这就是参数化实体造型的优点。通过这样的反复操作，产品的数字模型就建立起来了。4基于CATIA的结构有限元分析可以看出CATIAV5在机械设计方面的功能比较强大的，但机械设计只是软件功能的一部分。对于从事水工金属结构设计的工程师来说，CATIA的自动网格划分和有限元

7、分析也有很大的吸引力。在产品设计完成后，对于产品能否满足强度要求，就要对产品进行应力与应变分析，以往设计者往往需要将此部分的工作利用其它有限元分析软件单独进行，现在在CATIAV5中集成了有限元分析的功能，设计者可以在产品的设计过程中随时对结构进行应力应变分析，以便对结构随时进行修改。由于CATIA软件的网格划分是自动进行的，因此，有时候设计者并不需要完全了解有限元分析的内涵，这对于侧重工程设计的工程师来说这是非常有吸引力的。下面对悬臂轮的主要受力零件“轴”，利用CATIA的通用结构有限元分析模块（Gen

8、erativeStructuralAnalysis）进行分析。悬臂轮轴是一个轴端受集中载荷和扭矩的简支结构。将零部件模型“轴”赋予材料属性，选择钢steel，然后进入通用结构有限元分析模块，首先定义全局网格的大小，此处定义的为15mm，CATIA有限元分析中用于3D的单元是四面体网格，且划分是自动的。如同其他相关有限元分析软件，依次加载边界约束条件，载荷条件，就可以进行求解。在后处理中，设计者可以通过相应的菜单