Catia 入门教程

CATIA 软件由法国一家全球性软件公司达索系统（Dassault Systemes）创建。它是一款提供 3D 设计、计算机辅助工程解决方案、PLM（产品生命周期管理）以及计算机辅助制造解决方案的软件，在全球范围内享有盛誉并被广泛使用。

该软件的主要用户是制造业和原始设备制造商 (OEM)。它有助于新产品管理、分析和设计。CATIA 这一高效的模型工具涵盖了从设计到生产过程的每一步，并将 3D 参数化功能与 2D 工具相结合。此外，该工具还提供等距、详细的 2D 图纸或正交图的生成。

设计软件

市面上有许多广泛的设计软件，包括 CATIA、AutoCAD、Solidworks、Fusion 360、MATLAB、Ansys 和 Creo。由达索系统创建的最受欢迎的 3D 设计工具是 CATIA 软件。

CAD（计算机辅助设计）

基于几何特征创建和分析模型的设计软件称为计算机辅助设计 (CAD)。在计算机屏幕上，这些模型通常显示为 3D 模型和 2D 图纸。

CAD 软件用于提高产量、改进设计质量并为设计制造构建数据库。此外，它还能通过为工程师和制造商提供单一的真相来源来增强协作。

CAM（计算机辅助制造）

利用软件和计算机数控 (CNC) 设备自动化生产过程称为计算机辅助制造 (CAM)。

CAM 的三个关键要素是创建用于生产最终产品的刀具路径的软件、硬件和软件。后处理器将刀具路径转换为 CNC 机器可以理解的 CNC 语言。机器将原材料转化为成品。

CNC 语言的一个例子是 G 代码，CNC 机器可以轻松理解它。

在这种情况下，线性移动 G01 使用 X1 和 Y1 坐标、进给速率 F10、刀具 T01 和主轴转速 S200。

CAE（计算机辅助工程）

计算机辅助工程 (CAE) 是 CAD 的一项新兴学科。CAE 软件提供对模型的全面技术研究，而 CAD 软件则有助于创建 2D 和 3D 模型。

它应用于流体动力学、运动学、应力分析和有限元分析等工程领域。

CAE 通常被称为 CAE 工具，主要使用 CAD 软件。这些工具用于评估零件和组件的性能和可靠性。

描述 CATIA

达索系统最受欢迎的设计工具称为 CATIA，即计算机辅助三维交互式应用。它是一个全面的软件套件，结合了 CAD、CAM 和 CAE。

CATIA 提供产品生命周期管理 (PLM)、3D 设计、CAE 和 CAM 的解决方案。制造业中的原始设备制造商 (OEM) 经常使用该程序来加快产品设计、分析和管理的过程。

CATIA 的实体模型工具的 3D 参数化功能与 2D 工具相结合，它甚至涵盖了从设计到制造的整个过程。

此外，它还提供正交、等距、辅助和全面的 2D 图纸。因此，该程序最适合制造业、机械工程师、系统架构师和创意设计师。

CATIA 3D Experience

CATIA 3D Experience 集成了达索系统和其他品牌，如 DELMIA、SIMULIA 等，以及 ENOVIA，提供产品数据管理 (PDM) 和产品生命周期管理 (PLM)。

3D Experience 用于建立与不同组织部门的联系。它为所有设计和工程任务提供了一个用户友好的环境。

这些任务被组织成可以反映实际流程、标准化图标、实现快速用户学习曲线、轻松找到正确功能并提高生产力的分组。

CATIA 3D Experience 产品组合包含约 50 个支持设计、流体、电气和机械工程以及系统工程用户体验的作业。

CATIA 的属性

在单一工作环境中，CATIA 提供了完整的工程工具箱。提供具有标准曲面、工程图和实体工作台以及统一用户界面的产品，适用于电气和复合材料设计领域。

CATIA 的亮点如下：

• 对于从工业设计到 A 级设计的完整流程设计、造型和曲面工作流，CATIA 提供了最佳解决方案。
• CATIA 将工程流程加快 30% 到 50%。
• 建模、仿真、验证和业务流程管理都得到了明确的定义。
• 它允许使用 3D 数字模型来模拟产品。
• CATIA 的一项新功能——随时设计、随地设计，允许离线捕获设计更新并将其传输给团队成员。
• 它提供了一个富有成效的 3D 设计环境，使利益相关者和设计人员能够协作进行产品建模并共享概念。

CATIA 版本

软件的开发需求取决于各种业务。毫无疑问，每个 CAD 软件开发人员都力求创造新事物并不断改进。CATIA 自 1980 年以来一直在不断改进其版本，以满足设计需求。

如今，CATIA 已成为所有业务领域产品创新和开发的首选工具之一。让我们更深入地了解其变体。

CATIA V3 和 V4

第一个版本大约在 1982 年发布。波音公司使用的主要 3D CAD 工具是 CATIA V3。

创建 3D 设计需要使用 CATIA V3。CATIA V3 于 1988 年从大型机系统转移到 UNIX。

达索系统于 1993 年发布并创建了 CATIA V4。自 V4 起，已支持 3D 数字模型和原生格式，包括 IGES、STEP、STL 和 DXF。

CATIA V4 使用的文件扩展名为 .model（零件、装配）、.session（多个模型文件的装配）、.exp、.dlv3 和 .dlv4。为了方便起见，达索系统创建了一个将 CATIA V4 文件转换为 CATIA V5 的功能。

CATIA V5

CATIA V5 是最广泛使用且最受欢迎的版本。对于参数化和非参数化建模，V5 是一款 CAD 程序。通过添加诸如改进的可用性和扩展的平台兼容性之类的新功能，CATIA V4 有效地取代了它。

在不添加 SIMULIA 和 DELMIA 套件的情况下，V5 能够执行基本 FEA 分析和基本加工。

• CATIA V5 提供了用于协作产品设计和产品数据管理的平台。
• 它提供了用户友好的工具，用于设计、修改和验证任何自由曲面和机械曲面。
• 其架构为工程师提供了最先进的设计控制。
• 在开发产品时，它使用户能够集成和交流系统、结构设计数据和电气产品信息。

CATIA V6

3D 协作解决方案 CATIA V6 也称为 CATIA 3D Experience。用户可以定义和执行驱动系统来管理复杂性并按时生产产品。它还允许用户建模和装配复杂产品。

工程师可以使用它来协助进行数字原型设计，其中包括在设计过程中进行设计和验证功能质量与性能的分析和仿真。

CATIA V6 将复杂的产品行为集成到产品描述中，从而实现了预测实际世界性能的实时体验。

它融合了产品的形状、架构、功能和工程方面，以整合数字产品体验。

CAD 软件

使用 CAD 数据格式，CATIA Composer 使所有技能水平的用户能够创建高质量的 2D 和 3D 产品输出，例如技术文档、交互式 3D 体验、技术图纸等。

没有任何输出文件需要任何编程知识或其他特定技能即可生成它们。

构成达索系统解决方案基础的各种 CATIA 应用程序可满足众多行业的需求。

这些变体彻底改变了企业创造、完善和发布新产品的方式。

CATIA 的用途是什么？

CATIA 提供 3D 设计可视化工具。人们使用它的主要原因是它有条理的系统、渲染技术、草图绘制、跨平台开发、主动协作、市场合规性和技术洞察。

汽车、国防、航空航天和工业设备等行业是最常使用 CATIA 的行业。

CATIA 集成了跨学科开发平台和多学科方法。它基于高级曲面建模，具有牢不可破的关系设计。具有令人惊叹的 3D 工作流、社交设计环境和用户体验。甚至电气、电子和分布式系统的设计也受益于此。

与其他 3D 应用程序相比，图形用户界面也更加用户友好。工作区的工具和命令都易于使用。

CATIA 工作台的特性

CATIA 提供不同的工作台，即模块。以下描述了一些最受欢迎和最重要的工作台及其用途。

实体建模所需的主要工具是 Generative Shape Design Part Design。此工作台具有易于访问且灵活的用户界面，使用户能够在任何阶段开发 3D 机械组件，从粗略草图到细致的迭代设计。

让我们看看 Part Design 工作台使用的一些命令。

• Pad 命令用于将图纸转换为 3D 设计。在 CAD 软件中，Pad 被称为 Extrude。
• Face：Face 命令用于修改选定面的角度，以便为该特定面获得所需的形状。
• 使用“圆角”命令，您可以创建一个具有所需尺寸的光滑边缘。
• Pocket：要在 Pad 设计中以特定距离创建孔，请使用 pocket 命令。我们在 CAD 中使用 Extrude 来创建，但没有材料。

在此工作台中，我们还可以查看零件设计命令。

装配设计

装配设计工作台有助于移动装配体和装配组件以创建基本框架。

它用于将所有组件组合在一起，形成一个完整的机器或组件。我们甚至可以在此区域将零件组装成完整的机器或建筑物。

生成形状设计

用户可以使用 Generative Shape Design 工作台利用线框和曲面特征来开发现有的机械组件设计。

它提供了广泛的工具来创建和编辑形状设计。这使得使用曲面和线框特征来完成简单和复杂的设计变得容易。

生成结构分析

用户可以使用生成结构分析来检查 3D 系统的第一阶机械分析。它包括

• ELFINI Structural Analysis 用于机械分析开发。
• 使用称为生成零件结构分析的技术收集有关机械行为的信息。
• 在具有动态反应的上下文中工作需要应用生成动态分析。
• 为了分析整个组件的机械行为，应用了生成装配体结构分析。

生成钣金设计

钣金设计支持基于特征的建模。

并行工程使在展开或折叠组件之间轻松设计、开发和分析钣金组件。

运动学建模

用户可以通过连接包含零件装配体的关节链（称为机构）来使用运动学。这些关节规定了装配体能够进行的运动。

此工作台通过解释零件或结构在现实世界中将如何移动来帮助分析结构的运动。

实时渲染

用户可以设置可以在整个产品开发访问中共享的材料规范，实时渲染工作台还将材料映射到零件和产品以生成逼真的渲染。

绘图工作台

用户可以使用 Generative Drafting 工作台生成 3D 零件图纸并构建模型。

使用 CATIA 的好处

使用 CATIA 的好处如下。

工程知识

CATIA 协助工程师提升他们对影响产品整体性能和质量以及 3D 建模工具的变量的理解。

原型制作、深入分析和仿真使用户能够在操作环境中进行分析和制造机械产品。

多平台方法

开发人员、工程师和架构师可以使用 CATIA 的多平台开发来整合业务流程、多学科建模和验证。

为了更好地模拟复杂系统和产品，它允许在集成 3D 流程和嵌入式系统方面具有灵活性。

绘图和渲染技术

借助 CATIA 突破性的 3D 草图功能，用户可以创建新设计并接受 2D 草图。

通过无瑕疵的阴影、反射和全局照明，用户可以生成高质量的渲染图。

得益于 CATIA 的协作式 3D 环境，用户和利益相关者能够积极参与设计过程。可以通过 3D 仪表板访问。

受控系统

当产品设计和开发的速度滞后时，CATIA 的多学科方法将被应用。

它从多个学科中搜索特定标准，以帮助企业开发和评估新产品。

市场合规性

CATIA 将使工程师能够符合市场规范和标准，从而降低产品和系统的开发成本。

使用 CATIA 的缺点

这些是使用 CATIA 的缺点：

• 即使是为处理重负载而设计的机器，也必须等待很长时间才能加载文件和进行修改，这会降低生产力。该程序相当庞大。
• 购买个人使用的 CATIA 软件许可证需要额外付费。