ỨNG DỤNG CATIA TRONG TÍNH TOÁN
VÀ THIẾT KẾ MÔ PHỎNG CƠ KHÍ


Nội dung:
1. Mở đầu
2. Lịch sử phát triển
3. Yêu cầu cấu hình máy tính
4. Tài liệu học tập và nghiên cứu
5. Catia và các ứng dụng của nó
6. Ưu điểm và hạn chế của phần mền

1. Mở đầu
Xét về ngành cơ khí, nếu trước đây chúng ta sử dụng các
chương trình như MasterCAM, Cimatron, EdgeCAM, Pro Engineer
chủ yếu để gia công và phân khuôn, SolidWork, SolidEdge,
Mechanical Desktop, Inventor trong thiết kế 3D, lắp ráp-mô phỏng
chuyển động, cũng như tính toán, phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ
lên từng phần trong sản phẩm, khảo sát sự biến dạng vật thể dưới tác
động của lực v.v. Các chương trình này thường làm việc riêng lẽ đôi
khi không thuận tiện trong quá trình sản xuất. Các hãng sản xuất lớn
thường có xu hướng dùng một phần mềm trọn gói, khả năng đáp ứng
được nhiều công việc để có thể làm từng công đoạn riêng biệt sau đó
qua một bộ phận cuối cùng tổng hợp, để dễ bảo mật cùng với nhiều
yếu tố khác thuận lợi trong quản lý sản xuất. Để có thể tính toán thiết
kế thường phải dùng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM-Finite
Element Method) đây là một phương pháp ngày càng được sử dụng
rộng rãi với sự trợ giúp của máy tính.

Thay vì sử dụng các chương trình chuyên dùng như ANSYS hay
ANGOR để giải các bài toán, sau đó liên kết với các chương trình

2. Lịch sử phát triển của mần mền Catia
CATIA (Computer Aided Three Dimensional Interactive
Application) là một bộ phần mền thương mại phức hợp CAD/CAM/CAE
được Công ty Dassault Systemes(Pháp) phát triển và IBM phân phối trên
toàn thế giới.
Catia được viết bằng ngôn ngữ lập trình C++. Phần mềm này
được viết vào cuối những năm 1970 và đầu 1980 để phát triển máy bay
chiến đấu Mirage của Dassault, sau đó được áp dụng trong ngành hàng
không vũ trụ, ô tô, đóng tàu, và các ngành công nghiệp khác. Kiến trúc
sư Fank Gehry đã sử dụng nó để thiết kế các Bảo tàng Guggenheim
Bilbao và Walt Disney Concert Hall.

Lúc đầu phần mềm tên là CATI (Conception Assistée
Tridimensionnelle Interactive ), đổi tên thành CATIA năm 1981, sau khi
Dassault tạo ra một chi nhánh để phát triển, bán các phần mềm và ký hợp
đồng không độc quyền phân phối với IBM.
Năm 1984, Hãng sản xuất máy bay Boeing đã chọn CATIA là
công cụ chính để thiết kế 3D, và trở thành khách hàng lớn nhất.
Năm 1988, CATIA phiên bản 3 đã được chuyển từ các máy tính
Mainframe sang UNIX.
Năm 1990, General Dynamics/Electric Boat Corp đã chọn
CATIA như là công cụ chính thiết kế 3D, thiết kế các tàu ngầm hạt nhân
của Hải quân Hoa Kỳ.

Năm 1996, nó đã được chuyển từ một hệ điều hành sang bốn hệ
điều hành Unix, bao gồm IBM AIX, Silicon Graphics IRIX, Sung
Microsystems SunOS và Hewlet-Packard HP-UX.
Năm 1998, phiên bản CATIA V5 đã được phát hành, với sự hỗ
trợ cho UNIX, Windows NT và Windows XP từ 2001.
Năm 2008, Dassault công bố CATIA V6, hỗ trợ cho các hệ điều

-

-

-

5. Catia và các ứng dụng của nó

Catia là một phần mền phức hợp của CAD/CAM/CAE bao gồm
các modul chính sau: Mechanical Deigsn, Shape Design and Styling,
Analysis, Manufacturing, Equipments and systems, Infrastructure
Design, Product synthesis.
5.1. Mechanical Deigsn:
Cho phép xây dựng các chi tiết, các sản phẩm lắp ghép trong cơ
khí.
-
Vẽ và thiết kế các chi tiết 2D, 3D.
-
Xuất bản vẻ 2D.
- Lắp ráp các chi tiết, Mô phỏng quá trình lắp ráp các chi tiết.
- Tạo mô hình khung dây và mặt ngoài.
- Ghi chú thích và sai số kích thước trong không gian 3D.

5.2. Shape Design and Styling:
Modul này cho phép thiết kế các bề mặt có biên dạng, kiểu dáng
phức tạp trong lĩnh vực thiết kế vỏ ô tô, tàu biển, máy bay,…
- Thiết lập bản vẽ nhanh, vẽ các biên dạng phức tạp.
-
Tối ưu các biên dạng bề mặt.
-

-
Gia công bề mặt xác định bởi 3 trục tọa độ và bề mặt xác định bởi
nhiều trục tọa độ.
-
Xuất giữ liệu sang G-code tiện lợi gia công trên CNC

5.5. Equipments and systems:
Cho phép xây dựng các trang thiết bị, các hệ thống của một nhà
máy theo tiêu chuẩn.
-
Thiết kế mạch điện, mạch in, hệ thống đi dây.
-
Thư viện thiết bị điện rất phong phú.
-
Thiết kế, lắp đặt hệ thống đường ống dẫn.
-
Thiết kế hệ thống giữ xe, nhà để xe.

5.6. Infrastructure Design :
Cho phép thiết kế mặt bằng xưởng, nhà máy, dây chuyền sản xuất.
5.7. Product synthesis:
- Tạo mới và gọi thiết bị hay dùng trong thiết kế cơ khí từ thư viện
mẫu có sẵn như bánh răng, đai truyền, bulông v.v. . . để thiết kế
nhanh và dễ.
-
Phân tích sai số trong lắp ráp kết cấu.
-
Mô phỏng động học.

Các ứng dụng của Catia:

Chạy trên nhiều hệ điều hành.
-
Cài đặt chương trình không khó.

Hạn chế:
-
Catia không có hỗ trợ SNAP, OSNAP làm tốn thời gian truy bắt
điểm.
-
Có nhiều thanh công cụ, đôi khi làm rối đối với những người chưa
thành thạo với Catia.
-
Tài liệu chủ yếu là tiếng Anh, tiếng Đức, tiếng Nhật mà chưa có
nhiều tài liệu tiếng việt.