Ｖ０ｌ＿５２ Ｎｏ．２ 工程与试验ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＴＥＳＴ Ｊｕｎ．２０１２ ＣＡＴＩＡ在机械建模中的应用 宋慧营 ，陈 蕾 ，倪平涛 ，刘昕佳。，王 琳。，王暖春。 （１．空军航空大学军事仿真技术研究所，吉林长春１３００２２； ２．空军航空大学飞行训练模拟中心，吉林长春１３００２２； ３．长春机械科学研究院有限公司，吉林长春１３００１２） 摘 要：以某机械结构建模为例，介绍了ＣＡＴＩＡ作为三维一体化设计软件在建模过程中的应用。介绍了利用此软 件对零部件进行三维模型设计、材料选择、重量与重心测量及二维视图的生成等。 关键词：ＣＡＴＩＡ；机械建模；功能；工程图纸；应用 中图分类号：ＴＰ３９１．７２ 文献标识码：Ｂ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—３４０７．２０１２．０２．０２２ 言目 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＣＡＴＩＡ ｔｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｓｏｎｇ Ｈ ｕｉｙｉｎｇ ，Ｃｈｅｎ Ｌｅｉ ，Ｎｉ Ｐｉｎｇｔａｏ。，Ｌｉｕ Ｘｉｎｊ ｉａ。，Ｗａｎｇ Ｌｉｎ。，Ｗａｎｇ Ｎｕａｎｅｈｕｎ。 （１．Ｔｈｅ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００２２，Ｊｉｌｉｎ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｆｌｉｇｈｔ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ， ａｒｃｈ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００２２，Ｊｉｌｉｎ，Ｃｈｉｎａ；３．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｒｅｓｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３００１２，Ｊｉｌｉｒ，：，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＣＡＴＩＡ ａｓ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ— ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｓｐｅｃｉ— ｆｉｅｄ ｔｈａｔ ｈｏｗ ｔｏ ｕｓｅ ＣＡＴＩＡ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｐａｒｔｓ，ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉ— ａｌｓ，ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ｇｒａｖｉｔｙ，ａｎｄ ｔｏ ｇｅｎｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｖｉｅｗ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＡＴＩＡ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｒａｗｉｎｇ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ １ 引 传统的机械设计与建模主要是通过二维设计软 ２ ＣＡＴＩＡ软件主要功能 ＣＡＴＩＡ是一套完整的３Ｄ ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ一 体化软件。此软件功能强大，具有其它设计软件不 能比拟的优势，大量用于航空航天、汽车、机械、电子 件来完成。随着技术的发展，对机械建模的：要求越 来越高。由于结构设计与建模变得更加复杂，原来 的二维设计已不能满足现有的设计要求。为此，现 有的机械建模都是基于三维设计软件来完成的。三 等各领域。此软件能够完成产品从设计、三维建模、 分析计算、工程图的生成到加工成产品的全过程。 维机械设计必将替代平面计算机辅助设计，成为机 械建模的趋势和主流。而在三维设计软件中， ＣＡＴＩＡ是一种现有功能较强大、应用较广泛的软 件。 ＣＡＴＩＡ Ｖ５包括机械设计、曲面造型设计、分析和 模拟、数控加工和产品综合：等多个模块。而在应用 较多的机械设计模块中，用户可以完成机械建模、材 料属性的选择、结构重量与：重心分析和二维工程图 生成等专业性很强的工作。 ［收稿日期］２０１２一Ｏ５一Ｏ３ ［作者简介］宋慧营（１９７５一），女，汉族，吉林公主岭人，硕士，讲师，主要从事飞行仿真方面的研究与教学工作。 ・ ７７ ・ 工程与试验 Ｊｕｎｅ ２ｏ１２ （上接第２５页） 通过Ｘ射线衍射实验（如图４所示）可知，正常 油淬低温回火后的马氏体中残留奥氏体量很少，只 有１—４ ，而空冷后所得到的贝氏体＋马氏体中残 余奥氏体量在５—８％之问。残余奥氏体一方面取 代了碳化物，同时也相当于在精细及超精细结构单 元与残余奥氏体薄膜之间存在类似于大角度位相差 的界面，细化了基体结构单元，从而提高力学性能。 姜 ８０ 銎 Ｉｉ ｝ 兰 三 ６０ ｌ ｆ＿一 呈：：０ 一—一 ｉ一０一 量—一 ■萋一一 一 ～ ＿一舅…ｊ ～… 塞、曼２～ 、～ （ｂ）油淬 图４ ＧＤＬ一１钢的Ｘ射线衍射 ５ 结 论 （１）ＧＤＬ一１钢空冷回火后的显微组织以窄束状 贝氏体加粒状贝氏体为主加少量马氏体，预制疲劳 裂纹前沿的稳定裂纹扩展区断口呈韧窝断裂的形貌 且韧窝较大，剖面金相观察呈穿束或沿条束及束界 扩展的特征；而油淬回火后的组织为板条马氏体，预 制疲劳裂纹前沿的稳定裂纹扩展区断口呈韧窝加准 ・ ８Ｏ ・ 解理断口形貌，剖面金相呈穿束或沿板条、束界及解 理扩展的特征。 （２）贝氏体组织中存在的超细化亚片条和亚单 元尺寸与良好塑性的残留奥氏体膜组合使Ｉ临界裂纹 张开位移显著增大，从而使空冷后的ＧＤＬ一１钢获得 优异的力学性能。 参考文献 Ｅｌｉ将中良，等．新型空冷贝氏体渗碳钢的研究［Ｊ］．金属热 处理，２００２，２７（１０）：７—９． Ｅ２］ 李新生，梁淑荣．低碳贝氏体钢渗碳工艺及在轿车齿轮 上的应用［Ｊ］．金属热处理，２０００，（７）：３５—３８． ［３］方鸿生，博祥正，郑燕康，等．贝氏体组织与贝氏体钢 ［Ｊ］．金属热处理，１９９８，（１１）：２—７． ｔ－４］张晓燕，梁益龙，雷曼，等．新型微变形齿轮钢的显微组 织及亚结构［Ｊ］．重庆大学学报，２００４，２７（６）：４５—４７． ［５］ ＦＡＮＧ Ｈｏｎｇｓｈｅｎｇ，ＷＡＮＧ Ｊｉａｊｕｎ，ＺＨＥＮＧ Ｙａｎ— ｋａｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｂａｉｎｉｔｉｃ ｆｅｒｒｉｔｅ ａｎｄ ｃａｒｂｉｄｅ［Ｊ］．Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｒａｎｓａｃ— ｔｉｏｎ Ａ，１９９４，２５Ａ（９）：２００１—２００７． ［６］ 方鸿生，王家军，郑燕康，等．２０Ｃｒ钢下贝氏体碳化物 来源及形成机制［Ｊ］．金属学报，１９９３，２９（１０）：４４５— ４５０． ［７］ 陈秀云，姜忠良，方鸿生．预硬型贝氏体钢中合金元素 的作用ｌ－Ｊ］．清华大学学报，１９９９，３９（１０）：８一ｌ１． －１８］Ｃ．Ａ．Ｒｏｄｏｐｏｕｌｏｓ，Ｅ．Ｒ．ｄｅ ｌｏｓ Ｒｉｏｓ，Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌ— ｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂｅｈａｖｉｏｕｒ ｏｆ ｓｈｏｒｔ ｆａｔｉｇｕｅ ｃｒａｃｋｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒ— ｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆａｔｉｇｕｅ，２００２，２４：７１９—７２４． －１９］黄维刚，方鸿生，郑艳康．硅和少量钼对Ｍｎ—Ｂ系贝氏 体钢转变动力学的影响［Ｊ］．金属热处理，１９９７，（１０）： ２５—２８． ［１ ０］ Ｙｏｓｈｉｙｕｋｉ Ｔｏｍｉｔａ． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒｅ ｏｎ ｐｌａｎｅ２ｓｔｒａｉｎ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ＡＩＳＩ ４３４０ ｓｔｅｅｌ ［Ｊ］．Ｍｅｔａｌ Ｔｒａｎｓ，１９８８，１ ９Ａ：２５１３．
