CATIA有限元分析实战：弹簧强度全面解析

设计弹簧是大家在设计工作中不可避免的一点，关于弹簧的知识大家可以查阅机械设计手册，弹簧的校核大家也可以使用专门的弹簧设计软件，不过这个是收费的，挺贵。这里就交大家用CATIA进行弹簧的有限元分析，希望对大家的学习和工作有所帮助！

一、拉伸弹簧的原始设计参数

假定有如下的拉伸弹簧，参数均以设定，从机械手册可以查询。

二、有限元分析

2.1、建立3D模型

在CATIA的里完成弹簧的3D建模，添加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GenerativeStructural Analysis 分析模块，点击进入，、选择STATICANALYSIS，点击确定。

2.3、划分网格

选择实体单元划分网格，调整参数。

2.4、定义柔性虚拟件

按下图，在弹簧两端定义柔性虚拟件。

2.5 约束

按下图设定弹簧一端固定。

2.6 施加载荷

在柔性虚拟件施加拉力。

2.7 求解

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，进行计算。

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和104N进行计算。

2.10 载荷76.7N和104N的计算结果

三 结论

下图为3次加载位移随载荷变化关系图。

通过上图可知：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。

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