apostila catia v5

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.




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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.




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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.


Subtrao de corpos (Remove)

1. Selecione o cone Remove

2. Em seguida, selecione o corpo que ser subtrado do Part Body.




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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



43

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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apostila catia v5

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