打开CATIA界面全是白色？圆柱螺旋拉伸弹簧有限元分析（文末福利）

弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。从事机械设计的朋友常常需要设计弹簧，关于弹簧的相关知识大家可以查阅机械设计手册。今天我给大家分享一篇基于CATIA的圆柱螺旋拉伸弹簧有限元分析，希望对大家的学习和工作有所帮助！

有需要CATIA有限元资料的可按文末方式获取。

一、圆柱螺旋拉伸弹簧设计参数

下图为根据机械设计手册设计中查表法设计的一个圆柱螺旋拉伸弹簧。本文将运用CATIA的建模及有限元分析模块，对弹簧的受力情况进行分析，得到弹簧拉伸变形量与受力的对比关系数据，并与有限元分析结果进行对比，得到了较为满意的结果。对弹簧设计及分析有一定的参考价值。

二、圆柱螺旋拉伸弹簧有限元分析

2.1  建立3D模型

在CATIA的创成式曲面设计及零件设计模块完成弹簧的3D建模，并赋予Steel材料。双击结构树上【Steel】，在弹出的对话框里选择Analysis标签，修改材料的弹性模量为2.06e+011N_m2，屈服强度为8e+008N_m2。

2.2  进入有限元分析模块

在开始菜单里找到Generative Structural Analysis 分析模块，点击进入。

在弹出的对话框中选择STATIC ANALYSIS，然后确定。

2.3  网格定义

按下图完成网格尺寸定义。进行弹簧的有限元分析，网格可以选择梁单元，也可以选择实体单元，本例选择实体单元。考虑弹簧钢丝的直径，本例按下图设置网格尺寸。

按下图操作，完成网格划分。

划分后的网格如下图所示。接下来按图操作，取消网格激活。

2.4  定义虚拟件

按下图操作，分别定义弹簧两端的柔性虚拟件。

2.5  定义约束

2.6  定义载荷

按下图操作，定义载荷。

2.7  求解计算

完成上述工作后，可着手进行计算。点击compute(计算)图标，系统弹出下图所示计算对话框，确定之后，系统弹出计算所需资源估算对话框，点击YES继续计算。

2.8  结果显示

下图分别为加载34.1N的位移图及VON Mises应力图。

2.9  定义载荷76.7N、104N

按下图分别定义76.7N、104N进行计算。

2.10  载荷76.7N、104N计算结果

三、结论

下图为3次加载位移随载荷变化关系图。

下表为3次计算结果汇总表。

通过以上图及表格分析可知：位移随载荷的变化基本上是线性关系，有限元分析与理论计算的误差在10%以内，说明了所建数模及分析方法是合理性。

四、有限元资料分享

4.1  零件分析基础

4.2  零件分析进阶

4.3  装配分析

4.4  实体网格划分

4.5  曲面网格划分

4.6  动态响应分析

五、获取方式

第一步：打开微信公众号界面，找到以下界面，查看好友数量。

第二步：符合以下条件，加微信好友：chege1204，截图即可。

好友数量	资料数量
3	任意1份
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15	任意6份

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