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Apostila de aprendizado para usuarios do Catia V5
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CCUURRSSOO LLIIVVRREE
CCAADD 33DD EE 22DD CCAATTIIAA VV55
PPRROOGGRREESSSSIIVVOO
((AAUULLAASS PPRRTTIICCAASS))
Alpha Channel - Curso Livre - CAD 3D e 2D - CATIA - Progressivo - 2006 Rua Pedro de Toledo, 80 - Vila Mariana - SP
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NDICE
Iniciar o CATIA V5 ............................................................................................................ 3 Interface do usurio.......................................................................................................... 3 Modelamento Tridimensional .......................................................................................... 8 Montagem de Conjuntos .................................................................................................18 Drafting ............................................................................................................................20 Cinemtica........................................................................................................................28 Anlise Estrutural ............................................................................................................35
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Iniciar o CATIA V5 No ambiente desktop, selecione duas vezes o cone CATIA V5
Ou selecione o cone CATIA V5, boto direito do mouse e abrir.
Aguarde alguns minutos at carregar o software e bom trabalho!
Interface do usurio
Barra de ttulo Exibe o nome do modelo aberto
Barra de menus O usurio tem acesso a todos os comandos
Barra de visualizao Mostra as ferramentas de visualizao e movimentao do modelo
Barra de ferramentas Exibe as ferramentas de criao e modificao. As ferramentas so carregadas de acordo com o mdulo aberto
Menu Start Acesso aos mdulos
Barra padro (Standard) Ferramentas padro windows
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Menu Start O CATIA V5 est organizado em vrios mdulos, onde cada mdulo est focado em uma rea de atuao. A quantidade de mdulos disponvel ao usurio ser de acordo com a licena instalada do CATIA V5.
1. Selecione o menu Start
2. Escolha o mdulo de trabalho ( Mechanical Design, Shape, Analysis and Simulation, etc)
3. E selecione a segunda rea especfica de trabalho (Part Design, Assembly Design, Generative Shape Design, etc)
Voc tambm pode personalizar os mdulos de trabalho, atravs da barra de menus ->Tools-> Customize.
Barra de menus
As ferramentas de trabalho do CATIA V5 esto organizadas no menu fixo ou na barra de ferramentas. Na barra de menus o usurio ir encontrar todas as ferramentas que foram carregadas no mdulo, enquanto que na barra de ferramentas o usurio pode configurar a posio e a visualizao.
Barra de ferramentas
Para cada mdulo de trabalho ser carregado pelo software uma barra de ferramentas especfica. O usurio poder personalizar o layout dos cones.
Para ativar ou desativar uma ferramenta, selecione o boto direito do mouse, sob a barra de ferramentas. As ferramentas que esto selecionadas, esto ativas.
O primeiro cone localizado no canto superior direito, sempre indica o mdulo de trabalho ativo.
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Barra padro
Criar um modelo novo Ferramentas para retornar ou avanar uma operao
Salvar o modelo
Abrir um modelo existente Imprimir Ferramentas de edio (recortar, copiar e colar)
Barra de visualizao Fly Mode Pan Zoom in Normal View Hide/Show
Fit All in Isometric View
Rotate Zoom out Shading Swap visible space
Create Mult-View
Fly mode - Animao de vo atravs do modelo
Fit All in - Enquadrar a geometria na rea de trabalho
Pan - Movimentar a geometria na horizontal ou vertical
Rotate - Rotacionar a geometria
Zoom in - Aumentar zoom
Zoom out - Diminuir zoom
Normal View - Posicionar a geometria perpendicular a tela ou a um plano escolhido
Create Mult-View Divide a tela e quatro partes
Isometric View - Posicionar a geometria na vista pr-definida (isometrica, elevao, planta, lateral direita e esquerda)
Shading - Modos de visualizao
Hide/Show - Esconder ou mostrar um objeto selecionado
Swap visible space -Visualiza a rea escondida (No show).
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Modos de visualizao
Shading sem bordas (SHD)
Shading com bordas
Shading com bordas suavizadas
Shading com bordas escondidas
Shading com material
Wireframe
Customizao do modo de vizualizao
Voc pode personalizao o modo de visualizao dos elementos:
Bordas
Shading
Dica: Para visualizar o material no modelo, antes ser necessrio aplic-lo atravs do cone Apply Material
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Utilizando o mouse
Utilizar o mouse para: Faa o seguinte:
Selecionar o objeto
(qualquer elemento mostrado na tela)
Posicione o curso sob o modelo e pressione o boto esquerdo
Centralizar o objeto na tela
Selecione o boto central do mouse sob o modelo
Movimentar o modelo na horizontal ou vertical (pan)
Selecione e mantenha pressionado o boto central do mouse sob o modelo. Veja que o cursor alterou para formado de cruz.
Rotacionar o modelo (Rotate)
Selecione e mantenha pressionado o boto central e o boto da direita do mouse sob o modelo. Veja que o cursor alterou para formado de mo.
Zoom mais e menos Selecione e mantenha pressionado o boto central e o boto da direita do mouse sob o modelo e solte o boto da direita do mouse. Veja que o cursor alterou para formado de seta. Basta movimentar o cursor para acima ou para baixo para aplicar o zoom.
+
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Modelamento tridimensional Sketch
Operation
Projeo 3D
1. Crie um novo Sketch
2. Selecione o cone Project 3D Elements
3. Selecione a aresta que deseje projetar neste sketch. Esta aresta ser indicada na cor amarela.
Interseco 3D
1. Crie um novo Sketch
2. Selecione o cone Intersectt 3D Elements
3. Selecione a parte do slido que ser cortado com o sketch.. O elemento criado ser indicado na cor amarela. Para facilitar o corte, voc pode girar o slido.
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Modo de edio Este comando utilizado para entender a estrutura de criao do slido ou para inserir algum elemento n a estrutura da rvore de criao.
Entendendo a organizao da estrutura da rvore:
Identificao do modelo
Inicio do PartBody
Elemento ativo (Identificado com a linha sublinhado)
1. Selecione Edit->Scan or Define in Work Object....
2. No quadro Scan escolha as operaes
Move para o incio da rvore (PartBody)
Move para um estgio anterior
Move at o primeiro elemento que no foi atualizado (update)
Move para um estgio posterior
Move para o fim da rvore
Para sair do comando scan.
Importante: Os elementos que estiverem abaixo deste ponto no estaro visiveis no slido. Para ativar o ltimo elemento da rvore, baste retornar para o comando scan e mover at o final.
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Raio variado 1. Selecione o cone Variable Radius Fillet
2. Defina o raio no campo Radius e escolha as arestas no slido
3. Selecione o campo Point, defina qual ser o raio e em seguida selecione o ponto no slido. O ponto j
dever existir, caso contrrio crie ante de fazer o raio vairvel.
4. Selecione o boto Preview para visualizar a operao.
5. Selecione o boto OK, para confirmar a criao do slido de acordo com as opes selecionadas.
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Modelamento hbrido
um mtodo de modelamento que utiliza parte modelamento em superfcie e em slido.
Superfcie baseado em feature de slido
Corte (Split)
1. Selecione o cone Split
2. Selecione a superfcie e inverta a seta se necessrio.
3. Selecione o boto OK, para remover o material.
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Espessura (ThickSurface)
1. Selecione o cone Thick Surface
2. Selecione a superfcie e defina a espessura
3. Selecione o boto OK, para confirmar a operao.
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Fechamento da superfcie (Close surface)
1. Selecione o cone Close Surface
2. Selecione a superfcie. Importante: a superfcie deve estar toda unida e com uma face aberta, no mximo ou toda fechada.
3. Selecione o boto OK, para confirmar a operao.
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Operao booleana O conceito de operao booleana diz respeito a operaes matemticas de adio, subtrao e interseco. No modelamento slido, a operao booleana permite criar slidos complexos e aumenta a eficincia do software para atualizaes do modelo.
Inserir novo Corpo (New Body)
Selecione Insert -> Body ou atravs do cone Insert
Part Body
Body.2
Adio de corpos (Add)
1. Selecione o cone Add
2. Em seguida, selecione o corpo que ser adicionado ao Part Body.
3. Selecione o boto OK, para confirmar a operao.
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Interseco de corpos (Intersect)
1. Selecione o cone Intersect
2. Em seguida, selecione o corpo que ser interseccionado com o Part Body.
3. Selecione o boto OK, para confirmar a operao.
Subtrao de corpos (Remove)
1. Selecione o cone Remove
2. Em seguida, selecione o corpo que ser subtrado do Part Body.
3. Selecione o boto OK, para confirmar a operao.
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Customizao
Para configurar o software selecione no menu fixo: Tools->Options. H uma configurao para cada mdulo. Abaixo est as configuraes utilizadas neste curso.
Alterar unidades
Alterar fundo de tela
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Modificar performace do software
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Montagem de Conjuntos Cenas
1. Selecione o cone Enhanced Scenes
2. Indique o nome da cena e escolha o tipo de cena: Partial ou completa.
3. Selecione o boto OK para confirmar a operao.
4. A tela verde indica que voc est no ambiente de cena. Todas as cenas criadas ficam armazendas na estrutura da rvore, em applications.
5. Para sair da Cena e retornar ao Assembly, selecione o cone Exit
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Vista explodida 1. Crie uma cena
2. Selecione o cone Explode
3. Faa a configurao de profundidade (Depth), Tipo de exploso (Type) e escolha qual ser o elemento fixo.
4. Selecione o boto Apply para gerar a exploso. Voc pode modificar as configuraes e gerar novamente Apply.
5. Selecione o boto OK para confirmar a operao. Caso seja necessrio alterar a posio de algum componente, faa atravs da bssola. E para finalizar, saia da Cena.
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Drafting Numerao de componentes
1. Abrir o mdulo de montagem e selecione o cone Generate Numbering
2. Selecione o produto da rvore e escolha o tipo de numerao. Em seguida confirme no boto OK.
3. Abrir o mdulo Drafting, criar as vistas e selecione o caminho Insert->Generation->Ballon generation
4. Ser criado a numerao na vista ativa. Para criar em outra vista, voc dever ativ-la e inserir novamente a numerao. Agora basta posicionar ou apagar os bales em excesso.
Criar lista de pea 1. Abrir o mdulo de montagem, e selecione Analyze->Bill Of Material;
2. Na tabela Bill Of Material, selecione o boto Define formats;
3. Modifique a ordem dos elementos da lista de pea. No campo Recapitulation esconder todos os itens;
4. Para confirmar, selecione o boto OK duas vezes;
5. Salve o modelo;
6. Abrir o modulo drafting
7. Selecione Insert-> Generation -> Bill of material e selecione com o mouse o local no desenho para inserir a lista de peas.
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Vista explodida 1. Abrir o mdulo de montagem de conjunto, crie um cena explodida e salve este modelo;
2. Criar um drafting novo;
3. Selecione o cone Isometric View
4. Voltar para a montagem (utilize o Windows no menu fixo);
5. Nesta ordem, selecione a cena e depois qualquer superfcie da montagem. Importante antes de selecionar a montagem deixar na posio de isomtrica;
6. Ser criado no drafting o desenho da montagem explodida.
7. Voc pode acrescentar a numerao conforme a necessidade. Veja o item Numerao de componentes.
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Configurao para criao automtica de vistas 1. Abrir o desenho tridimensional
2. Abrir o mdulo Drafting e crie uma folha em branco;
3. Selecione a folha (Sheet.1), na estrutura da rvore e boto direito do mouse e propriedades. Voc pode editar a escala, o nome da folha, o tamanho da folha e o mtodo de projeo (1diedro ou 3diedro);
4. Selecione o cone View Creation Wizard
5. Escolha a configurao das vistas de acordo com as opes e defina a distncia entre as vistas e selecione o boto Next;
6. Caso seja necessrio, acrescente outra vista e selecione o boto Finish;
7. Volte para o desenho tridimensional, atravs do menu fixo ->Window;
8. Selecione uma face para definir a vista frontal. No Drafting, voc ainda pode modificar atravs do boto de navegao, qual seria a melhor vista frontal e selecione na tela para confirmar o comando.
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Dimensionamento semi-automtico
1. Selecione o cone Genetating Dimension Step-by-step
2. Defina o tempo de transio;
3. Selecione o boto Next Dimension Generation
Os demais cones tem a seguintes funes:
Finaliza a operao
Pausa a operao Elimina dimenso que foi inserir Transfere dimenso para outra vista. Antes selecione o boto Pause
As dimenses que esto na cor verde, foram criadas atravs do dimensionamento automtico. Para retirar este filtro, selecione o cone Analysis Dispaly Mode
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Inserir formato personalizado na folha 1. Selecione Edit->Sheet Background, para abrir o ambiente da folha;
2. Selecione na File ->Page Setup
3. Selecione o boto Insert Background View.
4. No boto Browse, localize o arquivo do formato e confirme no boto Insert.
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Criao de smbolos
1. Selecione o cone New Detail Sheet Ser criado uma nova folha com indicao de detalhe;
2. Desenhe o smbolo, utilize as ferramentas de construo
3. Retorne para a pgina principal;
4. Selecione o cone Instantiate 2D Component
5. V at a folha do detalhe e selecione o desenho. Ser criado na folha principal o smbolo e ainda voc poder definir a escala e posio. Para aplicar novamente, repetir o passo anterior.
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Omisso de corte em elementos normalizados
1. No drafting, selecione na rvore com o boto direito do mouse o corte.
2. Agora selecione Section object e Overload Properties
3. Selecione no desenho, os elementos que recebero a omisso de corte.
4. Depois selecione o boto Edit e Cut in section view.
5. Selecione o boto OK para confirmar a operao e ser atualizado no desenho o corte.
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Corte sem omisso Corte com omisso
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Cinemtica Estrutura da rvore
A cinemtica ser criada em Applications
Para cada novo mecanismo haver a estrutura de juntas, comandos e parte fixa
Juntas de cinemtica
Para cada junta est relacionado as restries de montagem.
Cada simulao ser inserida neste ponto
E cada replay criado ser inserido neste ponto
Abrir o mdulo 1. Primeiro ser necessrio abrir o conjunto montado ou criar um conjunto no Assembly Design
2. Depois ser possvel carregar o mdulo, atravs do caminho: Start->Digital Mockup->DMU Kinematic
Mtodos de criao
H duas formas de criar a cinemtica de um conjunto mecnico:
1mtodo:
Converter as restries de montagem (Constraints) em restries de cinemtica (Joints)
2 mtodo:
Criar as restries de cinemtica (Joints) sem utilizar as restries de montagem (Constraints). Este mtodo mais eficincia que o 1 mtodo, pois permite ao usurio controlar quais juntas sero criadas na cinemtica.
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1mtodo - Converter as restries de montagem em restries de cinemtica
1. Selecione o cone de converso de restries de montagem
2. Selecione o boto New Mechanism.para criar o mecanismo.
3. Converta as restries de montagem em restries de cinemtica. Selecione o boto Auto Create.
4. Analise a quantidade de graus de liberdade (DOF). Ele indica a quantidade de juntas que sero comandas ou governadas. O prximo passo escolha uma junta e selecione duas vezes sobre ela e selecione o campo Angle Driven ou Length Driven.
5. Defina os limites de movimento. No caso do Angle Driven ser os ngulos e do Length Driven ser o comprimento.
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6. Selecione o boto OK para finalizar a configurao. Voc eliminou um grau de liberdade, provavelmente o grau de liberdade do conjunto deve estar igual a zero (DOF=0). Caso contrrio, anlise a quantidade de juntas e quais sero comandados.
7. Se estiver tudo correto o software ir indicar. Agora possvel fazer a simulao.
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2mtodo - Criar as restries de cinemtica sem utilizar as restries de montagem
1. Selecione o cone Fixed Part e defina o novo mecanismo.
2. Em seguida selecione o componente que ser fixo.
3. Selecione as juntas para bloquear o nmero mximo de graus de liberdade.
Para cada junta os dados de entrada variam. Por exemplo, a junta revolute, ser necessrio selecionar dois eixos e dois planos. Para a junta cilindrical apenas dois eixos e assim por diante.
4. Defina a junta que ser comandada e configure os limites. Se os graus de liberdade estiverem igual a zero, ser possvel fazer a simulao.
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Simulao
Em ambos os mtodos, para criar a simulao o DOF deve ser zero.
1. Selecione o cone Simulation
2. Em seguida selecione o mecanismo que ser simulado. Nunca esquea de selecion-lo.
3. Posicione no ponto de incio do mecanismo
4. Selecione o boto Insert. para cada nova posio do quadro Kinematic Simulation.
5. Selecione o boto OK para confirmar a operao
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Pausa
Pula para o final Pula para o incio
Botes de simulao
Ciclos
Executa uma vez
Executa ciclo de ida e volta
Executa ciclo contnuo
Retorna um passo
Play para avanar Avana para um passo Play para retornar
Animao da posio de viso
Quantidade de frames (quadros)
Quantidade de sub-frames (ajuste fino)
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Compilar a animao
1. Selecione o cone Compile Simulation
2. Escolha a animao de sada:
Animao no CATIA Generate a replay Animao em arquivo externo (AVI) Generate an animation file
3. Escolha a animao, Time step e se for o caso Animate viewpoint.
Quanto menor o time step, maior ser o tempo de processamento e maior ser o tamanho do arquivo, principalmente em AVI
Visualizar Replay
1. Selecione o cone Replay
2. Escolha a velocidade e se for o caso Animate viewpoint
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Anlise estrutural
A anlise estrutural baseada na teoria do Mtodo dos Elementos Finitos, que consiste em elaborar equaes matemticas e matrizes de rigidez para solucionar um problema. Hoje o software de anlise estrutural uma ferramenta utilizada no clculo estrutural pelo Mtodo dos Elementos Finitos, mas o homem parte primordial para a compreenso da situao fsica real, seu modelamento , a interpretao dos resultados e tomar as decises.
No CATIA V5 possvel realizar uma anlise esttica da estrutura Static Analysis , uma anlise das frequncias de vibrao e seus modos de vibrar Frequancy Analysis ou ainda uma anlise das freqncias livres, ou seja, sem vnculos Free Frequancy Analysis.. Ns iremos trabalhar com a primeira opo, e analisar um componente e um conjunto
Estrutura da rvore Aqui indicado o local onde est salvo o modelo
matemtico , os resultados e o processamento da anlise.
Elemento que est sendo utilizado na anlise.
O Static Case mostra as restries, as cargas aplicadas todas as simulaes feitas no componente.
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Abrir o mdulo 3. Primeiro ser necessrio abrir o componente ou o conjunto.
4. Depois ser possvel carregar o mdulo, atravs do caminho: Start->Analysis e Simulation->Generative Structural Analysis
Etapas de criao para anlise de componente 1. Antes de iniciar a anlise e necessrio customizar as unidades que sero utilizadas neste mdulo.
Altere fora para Kgf e Energia para Kgf/cm2. Veja o captulo sobre customizao.
2. No mdulo Part Design defina a geometria da pea e aplique o material (veja o captulo modos de
visualizao do curso Essencial).
3. Carregar o mdulo de anlise estrutural.
4. Definir as restries.
5. Definir as foras exercidas na pea.
6. Gerao da malha e processamento das informaes.
7. Analise do resultado.
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Etapas de criao para anlise de conjunto 1. No mdulo Part Design aplique o material em cada componente do conjunto.
2. No mdulo de Assembly Design altere as restries de montagem para Surface Contact. As restries devem ser construdas sob o ponto de vista, como as foras iro agir em cada regio da montagem.
3. Carregar o mdulo de anlise estrutural.
4. Definir as restries Clamp e Fastened Connection Property.
5. Definir as foras exercidas na pea.
6. Gerao da malha e processamento das informaes.
7. Analise do resultado.
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Anlise do resultado
Aps o processamento das informaes, voc poder fazer as seguintes anlises.
1. Von Mises Stress
2. Deslocamento (Displacement)
3. Animao
Importante: Para visualizar as cores necessrio ativar o cone Shading with Material
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Relatrio 1. Selecione o cone Generate Report
2. Defina o local onde ser armazenado o relatrio (Output directory)
3. Defina o ttulo do relatrio e selecione o boto OK para confirmar
Barra
MESH:
Entity Size
Nodes 153
Elements 326
ELEMENT TYPE:
Connectivity Statistics
TE4 326 ( 100,00% )
ELEMENT QUALITY:
Criterion Good Poor Bad Worst Average
Distortion 256 ( 78,53% ) 69 ( 21,17% ) 1 ( 0,31% ) 45,277 27,075
Stretch 326 ( 100,00% ) 0 ( 0,00% ) 0 ( 0,00% ) 0,434 0,510
Length Ratio 326 ( 100,00% ) 0 ( 0,00% ) 0 ( 0,00% ) 2,950 2,477
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Materials.1
Material Steel
Young Modulus 2,039e+006kgf_cm2
Poisson Ratio 0,266
Density 7860kg_m3
Thermal Expansion 1,17e-005_Kdeg
Yield Strength 2100kgf_cm2
Static Case
Boundary Conditions
Figure 1
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STRUCTURE Computation
Number of nodes : 153 Number of elements : 326 Number of D.O.F. : 459 Number of Contact relations : 0 Number of Kinematic relations : 0
Linear tetrahedron : 326
Name: ComputedRestraint.1
Number of S.P.C : 27 Name: Loads.1
Applied load resultant :
Fx = 0 . 000e+000 kgf Fy = 0 . 000e+000 kgf Fz = -5 . 000e+002 kgf Mx = -2 . 452e+003 NxmMy = 6 . 340e-007 NxmMz = 0 . 000e+000 Nxm
STIFFNESS Computation
Number of lines : 459 Number of coefficients : 6444 Number of blocks : 1 Maximum number of coefficients per bloc : 6444 Total matrix size : 0 . 08 Mb
SINGULARITY Computation
Restraint: ComputedRestraint.1
Number of local singularities : 0 Number of singularities in translation : 0 Number of singularities in rotation : 0 Generated constraint type : MPC
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CONSTRAINT Computation
Restraint: ComputedRestraint.1
Number of constraints : 27 Number of coefficients : 0 Number of factorized constraints : 27 Number of coefficients : 0 Number of deferred constraints : 0
FACTORIZED Computation
Method : SPARSE Number of factorized degrees : 432 Number of supernodes : 117 Number of overhead indices : 2190 Number of coefficients : 9117 Maximum front width : 39 Maximum front size : 780 Size of the factorized matrix (Mb) : 0 . 0695572 Number of blocks : 1 Number of Mflops for factorization : 2 . 762e-001 Number of Mflops for solve : 3 . 863e-002 Minimum relative pivot : 5 . 644e-005
DIRECT METHOD Computation
Name: StaticSet.1
Restraint: RestraintSet.1
Load: LoadSet.1
Strain Energy : 2.445e+001 J
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Equilibrium
Components Applied Forces Reactions Residual Relative
Magnitude Error
Fx (kgf) 0.0000e+000 1.5407e-010 1.5407e-010 2.8983e-015
Fy (kgf) 0.0000e+000 4.5871e-010 4.5871e-010 8.6293e-015
Fz (kgf) -5.0000e+002 5.0000e+002 -9.9546e-009 1.8727e-013
Mx (Nxm) -2.4516e+003 2.4516e+003 -2.4083e-008 9.0609e-013
My (Nxm) 6.3396e-007 -6.3368e-007 2.7543e-010 1.0363e-014
Mz (Nxm) 0.0000e+000 -2.0092e-009 -2.0092e-009 7.5595e-014
Static Case Solution.1 - Deformed Mesh.1
Figure 2
On deformed mesh ---- On boundary ---- Over all the model
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Static Case Solution.1 - Von Mises Stress (nodal values).2
Figure 3
3D elements: : Components: : All
On deformed mesh ---- On boundary ---- Over all the model
Global Sensors
Sensor Name Sensor Value
Energy 24,446J
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