本书以多个不同类型的仿真案例操作的形式，详细介绍了3DEXPERIENCE WORKS结构有限元仿真角色的功能特点和操作流程。内容覆盖隐式求解器和显式求解器的应用，从静力学仿真到瞬态动力学仿真，从常规弹塑性材料到材料损伤和失效，从热传导到疲劳仿真等，涵盖结构有限元仿真的大多数应用场景。

本书共16章。第1章介绍了3DEXPERIENCE平台的基本特点和使用，以及有别于常见仿真软件工具的基本概念和操作流程。第2、3章介绍了结构有限元仿真常见的材料定义、截面属性、网格划分、单元类型与选择、分析步类型与使用、接触属性与接触类型、负载与边界、模型部件连接关系等，可以作为后续章节的参考材料。第4 ~ 16章根据3DEXPERIENCE FGM仿真角色覆盖的功能，使用具体的仿真模型介绍详细的操作过程，同时对操作过程中的注意事项和知识要点等进行了说明。

本书适合结构有限元仿真领域的高校师生、企业工程技术人员阅读，也可以作为仿真咨询行业CAE技术人员的学习资料和培训教程。

序

前言

第1章　3DEXPERIENCE平台基础1

1.1　3DEXPERIENCE平台概述1

1.1.1　3DEXPERIENCE平台1

1.1.2　3DEXPERIENCE平台概念与名词1

1.2　平台搭建与平台管理2

1.2.1　启动3DEXPERIENCE平台2

1.2.2　平台基础设置3

1.2.3　查看角色、应用程序和解决

方案组合5

1.2.4　平台管理5

1.2.5　平台使用7

1.3　角色安装与使用11

1.3.1　角色介绍11

1.3.2　角色安装12

1.3.3　角色启动13

1.4　3DEXPERIENCE本地用户端使用14

1.4.1　FGM工作流程及用户界面15

1.4.2　FGM常规操作15

1.5　小结22

第2章　材料、截面、单元、分析步、接触23

2.1　材料定义23

2.1.1　线弹性材料24

2.1.2　超弹性材料25

2.1.3　其他弹性材料27

2.1.4　塑性材料模型27

2.1.5　黏弹性、蠕变、膨胀材料模型30

2.1.6　损伤31

2.1.7　阻尼32

2.1.8　用户定义行为32

2.1.9　流体动力学32

2.1.10　纤维增强33

2.1.11　垫片34

2.1.12　热34

2.1.13　电气34

2.1.14　多孔介质35

2.1.15　声学35

2.1.16　多物理耦合36

2.1.17　Fe-safe耐久性36

2.2　截面属性36

2.2.1　实体截面36

2.2.2　壳体截面37

2.2.3　梁截面37

2.2.4　其他截面38

2.3　网格划分41

2.3.1　网格基础41

2.3.2　创建FEM Rep41

2.3.3　网格技术42

2.3.4　壳体网格42

2.3.5　实体网格44

2.3.6　网格零件管理器45

2.3.7　可视化网格46

2.3.8　网格检查47

2.3.9　组48

2.4　单元类型与选择49

2.4.1　单元分类49

2.4.2　单元命名51

2.4.3　模拟弯曲的单元类型51

2.4.4　应力集中的单元类型52

2.4.5　接触的单元类型53

2.4.6　不可压缩材料的单元类型53

2.4.7　问题类型与单元选择53

2.5　分析步类型与使用54

2.5.1　静态分析步55

2.5.2　静态Riks分析步55

2.5.3　半静态分析步56

2.5.4　隐式动态分析步56

2.5.5　显式动态分析步56

2.5.6　线性摄动分析步57

2.5.7　热分析58

2.6　接触属性与接触类型59

2.6.1　交互概述59

2.6.2　接触类型59

2.6.3　交互基础60

2.6.4　常规接触61

2.6.5　基于曲面的接触62

2.6.6　接触检测64

2.6.7　接触特性64

2.6.8　接触初始化65

2.6.9　接触干涉66

2.6.10　接触控件67

2.6.11　切线行为覆盖67

2.7　负载67

2.7.1　螺栓载荷67

2.7.2　连接器载荷68

2.8　输出68

2.9　小结69

第3章　刚体、连接关系、模型准备、

特殊分析流程70

3.1　刚体70

3.1.1　离散刚体71

3.1.2　分析刚体71

3.2　变形体72

3.3　连接关系72

3.3.1　虚拟螺栓、螺栓复制与

虚拟螺栓检测72

3.3.2　虚拟引脚74

3.3.3　接点75

3.3.4　点紧固件76

3.3.5　线紧固件76

3.3.6　曲面紧固件77

3.3.7　刚性连接77

3.3.8　弹簧连接78

3.3.9　耦合79

3.3.10　连接器80

3.4　模型准备概述85

3.5　模型准备操作86

3.5.1　创建平面86

3.5.2　创建曲面88

3.5.3　创建参考点88

3.5.4　创建底面曲面与参考点89

3.5.5　创建分区89

3.6　子模型90

3.7　重启动92

3.8　预加载93

3.9　小结94

第4章　零件静力学仿真95

4.1　技术背景95

4.2　模型描述95

4.3　模型设置96

4.3.1　模型导入96

4.3.2　有限元网格划分99

4.3.3　仿真条件设定106

4.3.4　运行仿真111

4.4　结果解读111

4.5　小结113

第5章　装配体静力学仿真114

5.1　技术背景114

5.2　实例描述114

5.3　模型设置115

5.3.1　模型简化115

5.3.2　操作过程115

5.4　结果解读124

5.4.1　查看结果124

5.4.2　方案修改与结果比较127

5.5　小结132

第6章　热传导与热应力仿真133

6.1　技术背景133

6.2　实例描述133

6.3　模型设置134

6.4　结果解读142

6.5　小结143

第7章　模态仿真144

7.1　技术背景144

7.1.1　模态分析基础144

7.1.2　特征值144

7.2　实例描述145

7.3　模型设置145

7.4　结果解读153

7.5　小结155

第8章　线性动力学仿真156

8.1　技术背景156

8.2　实例描述156

8.3　模型设置157

8.3.1　分析前的整体考虑157

8.3.2　操作过程157

8.4　结果解读164

8.4.1　力载荷激励的结果164

8.4.2　位移基本运动激励的结果166

8.5　小结167

第9章　多步骤仿真168

9.1　技术背景168

9.1.1　血管支架168

9.1.2　镍钛合金材料模型168

9.2　实例描述170

9.3　模型设置170

9.4　结果解读185

9.5　小结187

第10章　碰撞与冲击仿真188

10.1　技术背景188

10.2　实例描述189

10.3　模型设置189

10.4　结果解读197

10.5　质量缩放与应用 197

10.6　小结199

第11章　显式准静态仿真200

11.1　技术背景200

11.1.1　准静态仿真能解决的实际问题200

11.1.2　准静态仿真的两种求解方法200

11.1.3　平滑分析步幅值曲线200

11.1.4　能量平衡201

11.2　实例描述201

11.3　模型设置202

11.4　结果解读211

11.5　小结215

第12章　SPH流固耦合仿真216

12.1　技术背景216

12.1.1　SPH介绍216

12.1.2　将有限元转换为SPH粒子217

12.1.3　边界转移217

12.2　实例描述218

12.3　模型设置219

12.4　结果解读227

12.4.1　提取动画结果227

12.4.2　提取“瓶身”的塑性应变228

12.4.3　提取“瓶身与地面”的

反作用力229

12.5　小结229

第13章　塑性金属失效230

13.1　技术背景230

13.1.1　单轴拉伸试验介绍230

13.1.2　材料损伤与损伤演化响应232

13.2　实例描述232

13.3　模型设置233

13.4　结果解读240

13.4.1　单元删除效果240

13.4.2　显示应力曲线241

13.4.3　显示应变曲线241

13.4.4　组合应力曲线与应变曲线243

13.4.5　结果数值243

13.5　小结244

第14章　脆性玻璃失效245

14.1　技术背景245

14.2　实例描述246

14.3　仿真整体思路246

14.4　模型设置247

14.5　结果解读256

14.6　小结257

第15章　材料参数校准258

15.1　技术背景258

15.2　实例描述259

15.3　仿真整体思路259

15.4　模型设置259

15.5　结果解读266

15.6　小结267

第16章　疲劳仿真268

16.1　技术背景268

16.1.1　疲劳简介268

16.1.2　材料疲劳性能268

16.1.3　平均应力修正理论269

16.1.4　影响疲劳的因素270

16.2　3DEXPERIENCE疲劳寿命计算方法270

16.2.1　疲劳寿命计算步骤270

16.2.2　疲劳分析尝试271

16.3　模型设置276

16.4　结果解读280

16.5　小结281

参考文献282