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有限元分析:图解COSMOSWorks(Simulation)

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商品详情

书名:有限元分析:图解COSMOSWorks(Simulation)
定价:109.0
ISBN:9787121379970
作者:无
版次:第1版
出版时间:2021-11

内容提要:
本书从实用的基础知识出发,循序渐进、举一反三,意在融会贯通、抛砖引玉。本书分两部分:COSMOSWorks(simulation)基础知识篇和线性静态分析应用篇。本书适合于SolidWorks读者和其他CAD用户,如Auto CAD、Pro/E、Solid Edge、CAM等等,所有机械设计、产品设计、模具设计、结构设计和结构分析的初、中级读者用户,适合于工业、企业的产品开发和技术部门,适合于高等院校的同类专业学习。



作者简介:
刘国良,男,1958年出生,河南省洛阳市人。1982年毕业于郑州大学物理系无线电专业,学士学位,洛阳理工学院教授级高级工程师。 出版著作10部,其中:专著7部,本科教材3部,100万字以上2部,获"河南省自然科学优秀学术著作二等奖”1部。发表论文11篇,其中5篇获EI检索,1篇SCI检索。专利14项:发明5项,实用新型9项。计算机软件著作权15项。

目录:
第1 章 Simulation 基础 ............................................................................................................. 1
1.1 关于有限元分析 ............................................................................................................ 1
1.1.1 概述 ..................................................................................................................... 1
1.1.2 FEA 是CAE 的主体 ........................................................................................... 3
1.1.3 CAE 的发展趋势 ................................................................................................ 4
1.1.4 Simulation(COSMOSWorks)的优势 ............................................................. 5
1.2 关于Simulation(COSMOSWorks) ........................................................................... 5
1.2.1 什么是Simulation(COSMOSWorks) ............................................................ 6
1.2.2 Simulation 的功能、特点 ................................................................................... 8
1.2.3 Simulation 界面 ................................................................................................... 9
1.2.4 Simulation 算例属性管理器 ............................................................................. 10
1.2.5 Simulation 工具栏 ............................................................................................. 12
1.2.6 设定Simulation 普通选项 ................................................................................ 13
1.2.7 Simulation 使用的单位 ..................................................................................... 15
1.2.8 坐标系 ............................................................................................................... 17
1.3 Simulation 分析基础 .................................................................................................... 18
1.3.1 有限元法及其基本构成 ................................................................................... 18
1.3.2 Simulation 的应力和应变 ................................................................................. 19
1.3.3 Simulation 解算器 ............................................................................................. 21
1.4 “有限元分析FEA”的一般步骤 .............................................................................. 23
1.4.1 建立数学模型 ................................................................................................... 23
1.4.2 建立有限元模型 ............................................................................................... 26
1.4.3 有限元求解 ....................................................................................................... 27
第2 章 生成“算例” ............................................................................................................... 29
2.1 算例 .............................................................................................................................. 29
2.1.1 生成算例 ........................................................................................................... 29
2.1.2 删除“算例” ................................................................................................... 30
2.1.3 查看“算例” ................................................................................................... 30
2.2 “算例”类型 .............................................................................................................. 31
2.2.1 静态(应力)算例 ........................................................................................... 31
VIII
2.2.2 频率算例 ........................................................................................................... 31
2.2.3 扭曲(屈曲)算例 ........................................................................................... 31
2.2.4 热力算例 ........................................................................................................... 31
2.2.5 跌落测试算例 ................................................................................................... 32
2.2.6 疲劳算例 ........................................................................................................... 32
2.2.7 压力容器设计算例 ........................................................................................... 32
2.2.8 优化算例(设计算例) ................................................................................... 32
2.2.9 子模型算例 ....................................................................................................... 33
2.2.10 非线性算例 ..................................................................................................... 34
2.2.11 线性动力算例 ................................................................................................. 34
2.3 使用“2D 简化”算例 ................................................................................................ 35
2.3.1 “2D 简化”算例概述 ..................................................................................... 35
2.3.2 定义“2D 简化”算例 ..................................................................................... 36
2.3.3 创建2D 截面 .................................................................................................... 37
2.3.4 查看结果 ........................................................................................................... 38
2.3.5 “2D 简化”分析时的限制 ............................................................................. 40
2.4 算例树特征 .................................................................................................................. 40
2.4.1 “夹具”与“载荷” ....................................................................................... 41
2.4.2 连接 ................................................................................................................... 41
2.4.3 其他特征 ........................................................................................................... 41
第3 章 材料模型与材料属性 ................................................................................................... 42
3.1 关于材料 ...................................................................................................................... 42
3.1.1 “结构”和“热力”算例使用的模型 ........................................................... 43
3.1.2 “非线性”算例使用的模型 ........................................................................... 43
3.1.3 “跌落测试”算例使用的模型 ....................................................................... 44
3.2 定义材料 ...................................................................................................................... 44
3.2.1 定义材料属性 ................................................................................................... 44
3.2.2 使用SolidWorks 中定义的材料 ...................................................................... 44
3.2.3 从材料库中指派材料 ....................................................................................... 46
3.2.4 材料属性 ........................................................................................................... 46
3.3 弹性模型 ...................................................................................................................... 47
3.3.1 “弹性模型”与“本构关系” ....................................................................... 47
3.3.2 线性弹性材料模型的假设 ............................................................................... 47
3.3.3 “同向性”材料和“正交各向异性”材料 ................................................... 48
3.3.4 线性弹性同向性模型 ....................................................................................... 49
3.3.5 线性弹性正交各向异性模型 ........................................................................... 50
3.3.6 非线性弹性材料模型 ....................................................................................... 56
3.4 塑性模型 ...................................................................................................................... 56
3.4.1 塑性von Mises 模型 ......................................................................................... 56
3.4.2 塑性Tresca 模型 ............................................................................................... 57
目 录
IX
3.4.3 塑性“Drucker-Prager”模型 .......................................................................... 58
3.5 超弹性模型 .................................................................................................................. 58
3.5.1 超弹性“Mooney-Rivlin”与“Ogden”模型 ................................................ 58
3.5.2 超弹性Blatz-Ko 模型....................................................................................... 59
3.6 蠕变模型 ...................................................................................................................... 59
3.7 黏弹性模型 .................................................................................................................. 60
第4 章 夹具与“约束” ........................................................................................................... 61
4.1 概述 .............................................................................................................................. 61
4.1.1 “约束”类型 ................................................................................................... 61
4.1.2 防止刚性实体运动 ........................................................................................... 62
4.1.3 实体模型的适当约束 ....................................................................................... 63
4.1.4 “外壳”模型的约束 ....................................................................................... 65
4.1.5 应用约束 ........................................................................................................... 66
4.2 标准“约束” .............................................................................................................. 66
4.2.1 “固定”约束与“不可移动”约束 ............................................................... 66
4.2.2 “滚柱/滑动”约束 .......................................................................................... 69
4.2.3 “固定铰链”约束 ........................................................................................... 69
4.3 “高级”约束 .............................................................................................................. 69
4.3.1 “对称”约束 ................................................................................................... 69
4.3.2 周期性对称 ....................................................................................................... 73
4.3.3 使用参考几何体 ............................................................................................... 75
4.3.4 “在平面上”约束 ........................................................................................... 78
4.3.5 “在圆柱面上”约束 ....................................................................................... 79
4.3.6 “在球面上”约束 ........................................................................................... 80
第5 章 载荷 ............................................................................................................................... 82
5.1 “载荷”和“约束”的关系 ...................................................................................... 82
5.1.1 “方向性载荷”与“位移”约束 ................................................................... 83
5.1.2 用于“结构”算例的载荷类型 ....................................................................... 83
5.1.3 用于“热力”算例的载荷类型 ....................................................................... 84
5.2 “载荷/夹具”选项 ..................................................................................................... 85
5.3 “压力”载荷 .............................................................................................................. 85
5.3.1 设置“压力”载荷选项 ................................................................................... 86
5.3.2 定义均匀压力载荷 ........................................................................................... 87
5.3.3 定义非均匀压力载荷 ....................................................................................... 88
5.3.4 修改“压力”载荷 ........................................................................................... 90
5.4 “力/力矩/扭矩”载荷 ................................................................................................ 91
5.4.1 “力/扭矩”载荷概述 ...................................................................................... 91
5.4.2 “力”属性管理器 ........................................................................................... 91
5.4.3 定义均匀力载荷 ............................................................................................... 93
5.4.4 定义非均匀力载荷 ........................................................................................... 94
X
5.4.5 修改“力”载荷 ............................................................................................... 96
5.5 “引力”载荷 .............................................................................................................. 96
5.5.1 指定“引力”载荷 ........................................................................................... 97
5.5.2 修改“引力”载荷 ........................................................................................... 98
第6 章 网格化模型 ................................................................................................................... 99
6.1 设置“网格”选项 ...................................................................................................... 99
6.1.1 “网格化”综述 ............................................................................................... 99
6.1.2 “网格品质”选项组 ..................................................................................... 102
6.1.3 “网格设定”选项组 ..................................................................................... 102
6.1.4 “兼容”和“不兼容”网格 ......................................................................... 103
6.1.5 “自动成环”选项 ......................................................................................... 104
6.2 “实体”网格与“壳体”网格 ................................................................................ 104
6.2.1 “实体”网格 ................................................................................................. 104
6.2.2 “壳体”网格 ................................................................................................. 105
6.2.3 混合网格 ......................................................................................................... 107
6.3 模型网格化 ................................................................................................................ 107
6.3.1 网格化之前的检查 ......................................................................................... 107
6.3.2 设置“网格控制” ......................................................................................... 108
6.3.3 应用“网格控制” ......................................................................................... 112
6.3.4 生成网格 ......................................................................................................... 113
6.4 用壳体网格建模 ........................................................................................................ 115
6.4.1 壳体管理器 ..................................................................................................... 115
6.4.2 用壳体网格建模 ............................................................................................. 118
6.5 网格品质检查与失败诊断 ........................................................................................ 121
6.5.1 网格品质检查 ................................................................................................. 121
6.5.2 网格化失败的诊断 ......................................................................................... 123
6.5.3 识别失败的零部件 ......................................................................................... 125
6.5.4 网格化失败的处理 ......................................................................................... 125
6.5.5 重建网格 ......................................................................................................... 126
6.5.6 更新零部件 ..................................................................................................... 127
6.5.7 增量网格化 ..................................................................................................... 127
6.5.8 重新网格化选定实体 ..................................................................................... 128
第7 章 运行“算例”、结果分析 ........................................................................................... 129
7.1 运行“算例”、生成报告 .......................................................................................... 129
7.1.1 运行“算例” ................................................................................................. 129
7.1.2 算例报告 ......................................................................................................... 130
7.1.3 设置结果图解 ................................................................................................. 131
7.1.4 使用“设定”属性管理器 ............................................................................. 134
7.1.5 使用“图解”属性管理器 ............................................................................. 136
7.1.6 使用“选项”对话框 ..................................................................................... 137
目 录
XI
7.1.7 设置“轴”对话框 ......................................................................................... 138
7.1.8 保存、复制、删除图解 ................................................................................. 139
7.2 “应力图解” ............................................................................................................ 141
7.2.1 打开“应力图解” ......................................................................................... 141
7.2.2 “应力图解”属性管理器 ............................................................................. 142
7.2.3 绘制主要应力图解 ......................................................................................... 143
7.2.4 编辑“接触压力”图解 ................................................................................. 144
7.3 “位移图解” ............................................................................................................ 144
7.3.1 打开“位移图解” ......................................................................................... 144
7.3.2 编辑“位移图解” ......................................................................................... 145
7.4 “应变图解” ............................................................................................................ 146
7.4.1 打开“应变图解” ......................................................................................... 146
7.4.2 编辑“应变图解” ......................................................................................... 146
7.5 制作图解动画 ............................................................................................................ 147
7.5.1 制作图解动画 ................................................................................................. 147
7.5.2 播放动画 ......................................................................................................... 148
7.6 列举结果 .................................................................................................................... 148
7.6.1 列表应力 ......................................................................................................... 149
7.6.2 列表位移 ......................................................................................................... 151
7.7 生成“等曲面(Iso)剪裁” ......................................................................................... 152
7.7.1 设置“Iso 剪裁”属性 ................................................................................... 152
7.7.2 生成等曲面图解 ............................................................................................. 153
7.8 评估设计的安全性 .................................................................................................... 154
7.8.1 安全系数定义 ................................................................................................. 154
7.8.2 失效准则 ......................................................................................................... 155
7.8.3 使用“*大von Mises 应力”准则 ............................................................... 155
7.8.4 使用“*大抗剪应力准则” ......................................................................... 157
7.8.5 使用“Mohr-Coulomb 应力”准则 ............................................................... 158
7.8.6 使用“*大正应力”准则 ............................................................................. 158
7.8.7 查看模型的“安全系数”图解 ..................................................................... 158
7.8.8 对装配体使用设计检查 ................................................................................. 159
7.9 探测结果、绘制结果图表 ........................................................................................ 159
7.9.1 探测结果图解 ................................................................................................. 159
7.9.2 探测剖面图解 ................................................................................................. 160
7.9.3 探测网格图解 ................................................................................................. 161
第8 章 线性静态分析 ............................................................................................................. 163
8.1 线性静态分析的假设 ................................................................................................ 163
8.1.1 线性假设 ......................................................................................................... 163
8.1.2 弹性假定 ......................................................................................................... 164
8.1.3 静态假定 ......................................................................................................... 164
XII
8.2 基本量的定义 ............................................................................................................ 165
8.2.1 应变 ................................................................................................................. 165
8.2.2 应力 ................................................................................................................. 165
8.2.3 应力分量 ......................................................................................................... 165
8.2.4 主应力 ............................................................................................................. 166
8.2.5 等量应力 ......................................................................................................... 166
8.3 应力的计算 ................................................................................................................ 167
8.4 静态分析的选项 ........................................................................................................ 167
8.4.1 设定“缝隙/接触”选项 ................................................................................ 167
8.4.2 “大型位移”选项 ......................................................................................... 169
8.4.3 设定“解算器” ............................................................................................. 169
8.5 静态分析的自适应方法 .........................................................................
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