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1、 CATIA实用教程实用教程高等学校计算机基础教育教材精选 李学志 李若松 编著总总 目目 录录第第1 1章章CATIACATIA简介简介第第2 2章章工作界面与基本操作工作界面与基本操作 第第3 3章章草图设计草图设计 第第4 4章章零件的三维建模零件的三维建模 第第5 5章章部件装配部件装配第第6 6章章绘制工程图绘制工程图 第第7 7章章曲面设计曲面设计 第第8 8章章工程分析工程分析 第第9 9章章参数化与知识顾问参数化与知识顾问第第1010章章 图形输出图形输出 第第1 1章章 CATIA CATIA简介简介 1.1 概况概况 1.2 CATIA V5CATIA V5的运行环境的运行
2、环境 1.3 CATIA CATIA的主要功能模块的主要功能模块 1.1 1.1 概况概况 CATIA CATIA V5V5是是IBM/DSIBM/DS基基于于Windows Windows NT/2000NT/2000操操作作系系统统上上开开发发的的高高端端的的CAD/CAMCAD/CAM软软件件，它它涵涵盖盖了了产产品品开开发的全过程，提供了完善无缝的集成环境。发的全过程，提供了完善无缝的集成环境。CATIA CATIA V5V5之之前前的的版版本本CATIA CATIA V4V4是是基基于于UNIXUNIX系系统统开开发发的的，随随着着NTNT操操作作系系统统的的普普及及，以以及及个个人
3、人计计算算机机性性能能不不断断地地提提高高、成成本本不不断断地地下下降降，许许多多高高端端的的CAD/CAMCAD/CAM软软件件纷纷纷纷从从UNIXUNIX移移植植到到Windows Windows NTNT平平台台。IBM/DSIBM/DS在在充充分分了了解解客客户户的的需需求求，并并积积累累了了大大量量客客户户的的应应用用经经验验后后，决决定定开开发发新新一一代代基基于于NTNT平平台台的的CATIACATIA即即CATIA V5CATIA V5。在在CATIA CATIA V5V5的的开开发发过过程程中中应应用用了了许许多多先先进进的的技技术术，例例如如：C+C+语语言言、面面向向对对
4、象象的的设设计计思思想想、基基于于JAVAJAVA和和WebWeb的的技技术术、STEP-SDAISTEP-SDAI、OpenGLOpenGL、OLE/CorbRaOLE/CorbRa、Visual BasicVisual Basic等。等。CATIA CATIA V5V5是是新新一一代代全全新新设设计计的的软软件件，运运行行的的硬硬件件平平台台独独立立，即即可可运运行行于于UNIXUNIX也也可可以以运运行行于于Windows Windows NTNT。它它适适合合于于各各种种规规模模的的企企业业，支支持持电电子子化化企企业业的的解解决决方方案案，可可以以将将隐隐式式的的设设计计实实践践转转
5、化化为为嵌嵌入入整整个个设设计计过过程程的的显显式式的的知知识识。对对于于原原有有客客户户可可以以平平滑滑的的过渡到过渡到V5V5版本。版本。CATIACATIA与与NTNT紧紧密密联联系系，与与NTNT的的组组件件OfficeOffice可可以以很很容容易易地地实实现现互互操操作作，熟熟悉悉OfficeOffice的的用用户户可可以以很很容容易易的的接接受受CATIACATIA的的的的工工作作界界面面。很很多多操操作作，例例如如拖拖拽拽，粘粘帖帖等等操操作作完完全全一一样样。CATIA CATIA V5V5是是基基于于图图形形化化的的界界面，易学易用。面，易学易用。19991999年年3 3
6、月月发发布布了了CATIA CATIA V5V5的的第第一一版版的的，即即V5R1V5R1。20002000年年3 3月月发发布布了了V5R6V5R6，20012001年年7 7月月发发布布V5R7V5R7版版。20022002年年3 3月发布月发布V5R8V5R8。20032003年年4 4月发布了月发布了V5R11V5R11。作作为为世世界界领领先先的的CAD/CAMCAD/CAM软软件件，CATIACATIA在在过过去去的的二二十十多多年年中中一一直直保保持持着着骄骄人人的的业业绩绩，并并继继续续保保持持其其强强劲劲的的发发展展趋趋势势。CATIACATIA在在汽汽车车、航航空空航航天天
7、领领域域的的统统治治地地位位不不断断增增强强。同同时时,CATIA,CATIA也也大大量量地地进进入入了了其其他他如如摩摩托托车车、机机车车、通通用用机机械械、家家电电等等行行业业。国国际际一一些些著著名名的的公公司司如如空空中中客客车车、波波音音等等飞飞机机制制造造公公司司，宝宝马马、克克莱莱斯斯勒勒等等汽汽车车制制造造公公司司都都将将CATIACATIA作作为为他他们们的的主主流流软软件件。国国内内1010几几家家大大的的飞飞机机研研究究所所和和飞飞机机制制造造厂厂选选用用了了CATIACATIA，一一汽汽集集团团、二二汽汽集集团团、上上海海大大众众集集团团等等1010多多家家汽汽车车制制
8、造造厂厂都都选选用用CATIACATIA作作为为新新车型的开发平台。车型的开发平台。1.2 CATIA V51.2 CATIA V5的运行环境的运行环境1.1.硬件环境硬件环境 IntelIntel奔奔腾腾IIII或或IIIIII以以上上的的CPUCPU、256M256M以以上上的的内内存存、2G2G以以上上的的硬硬盘盘、10247681024768以以上上分分辨辨率率的的显显示示器器、16M16M以以上上显显卡卡（推推荐荐1280102412801024、支支持持OpenGLOpenGL、支支持持2424位位真真彩彩双双缓缓冲冲区区/24/24位位Z Z缓缓冲冲区区/Stencil/Sten
9、cil缓缓冲冲区区）、推荐使用、推荐使用3 3键鼠标并需要键鼠标并需要CD-ROM CD-ROM。1.1.软件环境软件环境 MicrosoftMicrosoft公公司司的的Windows Windows 2000/XP2000/XP或或NTNT，IBMIBM公公司司的的AIXAIX，HPHP公公司司的的HP-UXHP-UX，SGISGI公公司司的的IRIXIRIX等等操操作作系统。系统。1.3 CATIA1.3 CATIA的主要功能模块的主要功能模块1.1.创成式工程绘图创成式工程绘图GDRGDR模块模块 利利用用3D3D模模型型生生成成相相关关联联的的工工程程图图。图图纸纸生生成成辅辅助助器
10、器可可大大大大简简化化绘绘制制多多视视图图的的工工作作，并并且且可可以以自自动动生生成成尺尺寸寸标标注注。可可以以建建立立与与零零件件材材料料规规格格说说明明相相关关联联的的剖剖面面线线，可可以以进进行行基基于于标标准准的的附附加加信信息息和和注注释释等等后后处处理理。图图纸纸与与3D3D主主模模型型的的几几何何关关联联性性可可使使用用户户并并行行地地进进行行设设计计和和工工程程绘绘图图工工作作。同同时时还还可可输输出出DXFDXF格式的数据文件。格式的数据文件。2.2.交互式工程绘图交互式工程绘图ID1ID1模块模块 高高效效，直直观观的的交交互互式式绘绘图图，进进行行产产品品的的2D2D设
11、设计计。可可以以在在一一个个以以CATIACATIA为为主主干干系系统统的的扩扩展展型型企企业业中中，供供所所有有2D 2D CAD CAD 用用户户使使用用。ID1ID1产产品品集集成成化化的的2D2D交交互互功功能能和和高高效效的的辅辅助助作作图图和和注注释释从从两两方方面面进进一一步步丰丰富富了了CATIACATIA创创成成式式工工程程绘绘图图功功能能，它它为为用用户户提提供供了了更更加加容容易易和和流流畅畅的的从从2D2D设设计计过过度度到到3D3D设设计计方方式式的的转变过程。转变过程。3.3.线框和曲面造型线框和曲面造型WSFWSF模块模块 在在零零件件设设计计的的初初始始阶阶段段
12、，生生成成线线框框类类结结构构元元素素，作作为为CATIACATIA零零件件设设计计产产品品的的补补充充。线线框框特特征征元元素素和和基基本本的的曲曲面面特特征征元元素素的的使使用用大大大大丰丰富富了了现现有有的的3D3D机机构构零零件件设设计计方方法法。它它的的基基于于特特征征的的方方法法提提供供了了高高效效、直直观观的的设设计计环环境境，可可用用于于捕捕捉捉和和重重复复使使用用设设计计的的方方法和规则。法和规则。4.4.创成式外形设计创成式外形设计GSDGSD模块模块 外外形形设设计计模模块块基基于于线线框框与与多多个个曲曲面面特特征征组组合合，可可设设计计复复杂杂的的外外形形。它它提提供
13、供了了一一套套广广泛泛的的工工具具集集，以以建建立立并并修修改改用用于于复复杂杂外外形形和和混混合合造造型型设设计计中中的的曲曲面面。CATIACATIA创创成成式式外外形形设设计计产产品品的的基基于于特特征征的的设设计计方方法法，提提供供了了高高效效，直直观观的的设设计计环环境境，以以对对设设计计方方法法和和技技术规范进行捕捉并再用。术规范进行捕捉并再用。5.5.创成式零件结构分析创成式零件结构分析GPSGPS模块模块 可可以以带带给给用用户户对对设设计计进进行行有有限限元元分分析析预预校校验验的的能能力力。通通过过专专为为设设计计人人员员提提供供的的简简单单易易学学的的界界面面，设设计计者
14、者可可以以容容易易的的理理解解分分析析计计算算结结果果，进进行行初初级级的的机机械械及及振振动动行行为为分分析析。借借助助颜颜色色编编码码的的图图形形功功能能，可可以以直直观观地地显显示示变变形形，位位移移和和应应力力。该该产产品品还还可可以以根根据实际零件的状况对分析零件添加约束条件。据实际零件的状况对分析零件添加约束条件。6.6.实时渲染实时渲染RT1RT1模块模块 可可以以让让设设计计师师对对其其设设计计应应用用色色彩彩渲渲染染效效果果和和材材料料规规格格进进行行说说明明。用用户户可可以以通通过过手手工工绘绘制制，直直接接修修改改已已输输入入的的数数字字化化图图像像或或系系统统提提供供的
15、的库库中中选选择择进进行行纹纹理生成。可以管理材料库和零件应用之间的关联。理生成。可以管理材料库和零件应用之间的关联。7.7.运动机构模拟运动机构模拟KINKIN模块模块 通通过过系系统统提提供供的的关关节节联联结结方方式式或或自自动动转转换换装装配配约约束束条条件件而而产产生生关关节节连连接接，可可以以对对任任何何规规模模的的电电子子样样机机进进行行机机构构定定义义。通通过过鼠鼠标标操操作作，能能够够模模拟拟机机械械运运动动以以校校验验机机构构性性能能。通通过过干干涉涉检检验验和和分分析析最最小小间间隙隙来来进进行行机机构构的的运运动动分分析析。可可以以生生成成运运动动零零件件的的轨轨迹迹或
16、或扫扫掠掠体体以以指指导导未未来来设设计计。还还可可以以通通过过与与其其他他DMUDMU产产品品的的集集成成做做更更多多组组合合的的仿仿真真分分析析。能能够够满满足足从从机机械械设设计到功能评估的各类工程人员的需要。计到功能评估的各类工程人员的需要。8.8.空间分析空间分析SPASPA模块模块 可可以以进进行行电电子子样样机机的的干干涉涉检检查查，断断面面分分析析和和3D3D几几何何尺尺寸寸比比较较等等验验证证。可可以以进进行行碰碰撞撞，间间隙隙及及接接触触等等计计算算，并并得得到到更更为为复复杂杂和和详详尽尽的的分分析析结结果果。剖剖面面观观察察器器可可以以帮帮助助用用户户对对曲曲线线进进行
17、行分分析析和和标标注注。还还能能够够比比较较3D3D几几何何体体，并并将将结结果果进进行行可可视视化化显显示示。通通过过与与CATIACATIA目目标标管管理理器器COMCOM的的集集成成，能能够够进进行行质质量量和和惯性测量和计算。惯性测量和计算。9.9.知识工程顾问知识工程顾问KWAKWA模块模块 可可以以将将隐隐式式的的设设计计实实践践转转化化为为嵌嵌入入整整个个设设计计过过程程的的显显示示知知识识。用用户户通通过过定定义义特特征征，公公式式，规规则则和和检检查查，例例如如制制造造周周期期中中的的特特征征包包括括成成本本，表表面面抛抛光光或或进进给给率率，从从而而在在早早期期的的设计阶段
18、就考虑到这些因素的影响。设计阶段就考虑到这些因素的影响。10.10.目标管理器目标管理器COMCOM 提提供供了了所所有有产产品品人人机机对对话话和和显显示示管管理理等等所所必必须须的的公公共共功功能能和和整整个个基基础础架架构构，使使所所有有产产品共用统一的界面环境。品共用统一的界面环境。11.CATIA-CADAM11.CATIA-CADAM接口接口CC1CC1模块模块 CATIA CATIA V5V5工工程程图图与与CADAMCADAM工工程程绘绘图图（CCDCCD）之之间的交换接口。间的交换接口。12.CATIA-IGES12.CATIA-IGES接口（接口（IG1IG1）模块模块 支
19、支持持中中性性数数据据格格式式IGES IGES V5.3V5.3版版本本，具具有有IGESIGES元元素素名名字字和和CATIACATIA几几何何元元素素标标识识之之间间的的名名字字匹匹配配管管理理功功能能。CATIACATIA可可以以读读/存存IGESIGES格格式式文文件件。该该产产品品能能够够处处理理3D3D线线架架元元素素，曲曲面面和和剪剪裁裁曲曲面面元元素素，等等距距偏偏置置曲曲线线，表表皮皮和和表表皮皮边界，二次曲线和颜色。边界，二次曲线和颜色。13.CATIA V413.CATIA V4集成器集成器V4IV4I CATIA V4 CATIA V4和和CATIA V5CATIA V5之间的转换接口。之间的转换接口。