有限元分析(圖解COSMOSWorks Simulation)

作者：編者:陳文清//劉國良|責編:劉志紅
出版社：電子工業
ISBN：9787121379970

出版日期：2020/03/01
裝幀：平裝
頁數：361

人民幣：RMB 109 元售價：元

內容大鋼

    有限元分析(FEA，Finite Element Analysis)就是利用數學近似的方法對真實物理系統(幾何和載荷工況)進行模擬模擬。目前，有限元法已經成為解決複雜工程分析計算問題的有效途徑，在機械製造、材料加工、航空航天、汽車、土木建築、電子電器、國防軍工、船舶、鐵道、石化、能源和科學研究等各個領域得到了廣泛使用，使設計、研發水平發生了質的飛躍。
    本書以最新版本SolidWorks 2018∕2017為藍本，從基礎知識出發，用豐富的實例詳細介紹了Simulation的有限元分析，包括零件和裝配體的靜態應力分析、頻率分析、振動分析、掉落測試分析、接觸分析、非線性分析等。介紹了各種不同的載荷和約束，例如，各種接頭、力、壓力、遠程載荷等，並提供了應力圖解、應變圖解和位移(包括方向位移和合力位移)圖解等多種結果分析。
    本書適合使用AutoCAD、Pro∕ENGINEER、SolidEdge、CAM等機械設計、產品設計、模具設計、結構設計和結構分析的用戶閱讀，也適合工業、企業的產品開發和技術部門工程師閱讀，同樣適於作為高等院校的同類專業的教材供本科高年級學生和研究生閱讀。

作者介紹

編者:陳文清//劉國良|責編:劉志紅

第1章  Simulation基礎
  1.1  關於有限元分析
    1.1.1  概述
    1.1.2  FEA是CAE的主體
    1.1.3  CAE的發展趨勢
    1.1.4  Simulation（COSMOSWorks）的優勢
  1.2  關於Simulation（COSMOSWorks）
    1.2.1  什麼是Simulation（COSMOSWorks）
    1.2.2  Simulation的功能、特點
    1.2.3  Simulation界面
    1.2.4  Simulation算例屬性管理器
    1.2.5  Simulation工具欄
    1.2.6  設定Simulation普通選項
    1.2.7  Simulation使用的單位
    1.2.8  坐標系
  1.3  Simulation分析基礎
    1.3.1  有限元法及其基本構成
    1.3.2  Simulation的應力和應變
    1.3.3  Simulation解算器
  1.4  「有限元分析FEA」的一般步驟
    1.4.1  建立數學模型
    1.4.2  建立有限元模型
    1.4.3  有限元求解
第2章  生成「算例」
  2.1  算例
    2.1.1  生成算例
    2.1.2  刪除「算例」
    2.1.3  查看「算例」
  2.2  「算例」類型
    2.2.1  靜態（應力）算例
    2.2.2  頻率算例
    2.2.3  扭曲（屈曲）算例
    2.2.4  熱力算例
    2.2.5  跌落測試算例
    2.2.6  疲勞算例
    2.2.7  壓力容器設計算例
    2.2.8  優化算例（設計算例）
    2.2.9  子模型算例
    2.2.10  非線性算例
    2.2.11  線性動力算例
  2.3  使用「2D簡化」算例
    2.3.1  「2D簡化」算例概述
    2.3.2  定義「2D簡化」算例
    2.3.3  創建2D截面
    2.3.4  查看結果
    2.3.5  「2D簡化」分析時的限制
  2.4  算例樹特徵
    2.4.1  「夾具」與「載荷」
    2.4.2  連接
    2.4.3  其他特徵

第3章  材料模型與材料屬性
  3.1  關於材料
    3.1.1  「結構」和「熱力」算例使用的模型
    3.1.2  「非線性」算例使用的模型
    3.1.3  「跌落測試」算例使用的模型
  3.2  定義材料
    3.2.1  定義材料屬性
    3.2.2  使用SolidWorks中定義的材料
    3.2.3  從材料庫中指派材料
    3.2.4  材料屬性
  3.3  彈性模型
    3.3.1  「彈性模型」與「本構關係」
    3.3.2  線性彈性材料模型的假設
    3.3.3  「同向性」材料和「正交各向異性」材料
    3.3.4  線性彈性同向性模型
    3.3.5  線性彈性正交各向異性模型
    3.3.6  非線性彈性材料模型
  3.4  塑性模型
    3.4.1  塑性von Mises模型
    3.4.2  塑性Tresca模型
    3.4.3  塑性「Drucker-Prager」模型
  3.5  超彈性模型
    3.5.1  超彈性「Mooney-Rivlin」與「Ogden」模型
    3.5.2  超彈性Blatz-Ko模型
  3.6  蠕變模型
  3.7  黏彈性模型
第4章  夾具與「約束」
  4.1  概述
    4.1.1  「約束」類型
    4.1.2  防止剛性實體運動
    4.1.3  實體模型的適當約束
    4.1.4  「外殼」模型的約束
    4.1.5  應用約束
  4.2  標準「約束
    4.2.1  「固定」約束與「不可移動」約束
    4.2.2  「滾柱/滑動」約束
    4.2.3  「固定鉸鏈」約束
  4.3  「高級」約束
    4.3.1  「對稱」約束
    4.3.2  周期性對稱
    4.3.3  使用參考幾何體
    4.3.4  「在平面上」約束
    4.3.5  「在圓柱面上」約束
    4.3.6  「在球面上」約束
第5章  載荷
  5.1  「載荷」和「約束」的關係
    5.1.1  「方向性載荷」與「位移」約束
    5.1.2  用於「結構」算例的載荷類型
    5.1.3  用於「熱力」算例的載荷類型
  5.2  「載荷/夾具」選項

  5.3  「壓力」載荷
    5.3.1  設置「壓力」載荷選項
    5.3.2  定義均勻壓力載荷
    5.3.3  定義非均勻壓力載荷
    5.3.4  修改「壓力」載荷
  5.4  「力/力矩/扭矩」載荷
    5.4.1  「力/扭矩」載荷概述
    5.4.2  「力」屬性管理器
    5.4.3  定義均勻力載荷
    5.4.4  定義非均勻力載荷
    5.4.5  修改「力」載荷
  5.5  「引力」載荷
    5.5.1  指定「引力」載荷
    5.5.2  修改「引力」載荷
第6章  網格化模型
  6.1  設置「網格」選項
    6.1.1  「網格化」綜述
    6.1.2  「網格品質」選項組
    6.1.3  「網格設定」選項組
    6.1.4  「兼容」和「不兼容」網格
    6.1.5  「自動成環」選項
  6.2  「實體」網格與「殼體」網格
    6.2.1  「實體」網格
    6.2.2  「殼體」網格
    6.2.3  混合網格
  6.3  模型網格化
    6.3.1  網格化之前的檢查
    6.3.2  設置「網格控制」
    6.3.3  應用「網格控制」
    6.3.4  生成網格
  6.4  用殼體網格建模
    6.4.1  殼體管理器
    6.4.2  用殼體網格建模
  6.5  網格品質檢查與失敗診斷
    6.5.1  網格品質檢查
    6.5.2  網格化失敗的診斷
    6.5.3  識別失敗的零部件
    6.5.4  網格化失敗的處理
    6.5.5  重建網格
    6.5.6  更新零部件
    6.5.7  增量網格化
    6.5.8  重新網格化選定實體
第7章  運行「算例」、結果分析
  7.1  運行「算例」、生成報告
    7.1.1  運行「算例」
    7.1.2  算例報告
    7.1.3  設置結果圖解
    7.1.4  使用「設定」屬性管理器
    7.1.5  使用「圖解」屬性管理器
    7.1.6  使用「選項」對話框

    7.1.7  設置「軸」對話框
    7.1.8  保存、複製、刪除圖解
  7.2  「應力圖解」
    7.2.1  打開「應力圖解」
    7.2.2  「應力圖解」屬性管理器
    7.2.3  繪製主要應力圖解
    7.2.4  編輯「接觸壓力」圖解
  7.3  「位移圖解」
    7.3.1  打開「位移圖解」
    7.3.2  編輯「位移圖解」
  7.4  「應變圖解」
    7.4.1  打開「應變圖解」
    7.4.2  編輯「應變圖解」
  7.5  製作圖解動畫
    7.5.1  製作圖解動畫
    7.5.2  播放動畫
  7.6  列舉結果
    7.6.1  列表應力
    7.6.2  列表位移
  7.7  生成「等曲面（Iso）剪裁」
    7.7.1  設置「Iso剪裁」屬性
    7.7.2  生成等曲面圖解
  7.8  評估設計的安全性
    7.8.1  安全係數定義
    7.8.2  失效準則
    7.8.3  使用「最大von Mises應力」準則
    7.8.4  使用「最大抗剪應力準則」
    7.8.5  使用「Mohr-Coulomb應力」準則
    7.8.6  使用「最大正應力」準則
    7.8.7  查看模型的「安全係數」圖解
    7.8.8  對裝配體使用設計檢查
  7.9  探測結果、繪製結果圖表
    7.9.1  探測結果圖解
    7.9.2  探測剖面圖解
    7.9.3  探測網格圖解
第8章  線性靜態分析
  8.1  線性靜態分析的假設
    8.1.1  線性假設
    8.1.2  彈性假定
    8.1.3  靜態假定
  8.2  基本量的定義
    8.2.1  應變
    8.2.2  應力
    8.2.3  應力分量
    8.2.4  主應力
    8.2.5  等量應力
  8.3  應力的計算
  8.4  靜態分析的選項
    8.4.1  設定「縫隙/接觸」選項
    8.4.2  「大型位移」選項

    8.4.3  設定「解算器」
  8.5  靜態分析的自適應方法
    8.5.1  靜態分析的自適應
    8.5.2  「h-方法」
    8.5.3  「p-方法」
  8.6  靜態分析的步驟
    8.6.1  線性靜態分析需要的輸入內容
    8.6.2  執行靜態分析的步驟
    8.6.3  線性靜態分析的輸出內容
  8.7  「p-自適應」方法的使用
    8.7.1  分割零件
    8.7.2  生成靜態分析
    8.7.3  設定「p-自適應」選項
    8.7.4  應用約束
    8.7.5  應用壓力
    8.7.6  網格化模型、運行分析
  8.8  「h-自適應」方法的使用
    8.8.1  生成算例並定義「h-自適應」分析
    8.8.2  採用「h-自適應」方法時網格化模型
  8.9  運行算例、分析結果
    8.9.1  運行分析
    8.9.2  顯示「自適應」轉換后的網格
    8.9.3  觀閱整體X-方向的正應力
    8.9.4  觀看「收斂圖表」
    8.9.5  比較結果
第9章  零件的靜態應力分析
  9.1  實體零件的靜態分析
    9.1.1  打開零件、指派材料
    9.1.2  生成靜態分析算例
    9.1.3  添加約束
    9.1.4  添載入荷
    9.1.5  生成網格
    9.1.6  運行算例
    9.1.7  分析結果
  9.2  鈑金零件的靜態應力分析
    9.2.1  生成靜態算例1
    9.2.2  在「算例1」中應用約束
    9.2.3  在「算例1」中應用「壓力」載荷
    9.2.4  網格化零件、運行算例
    9.2.5  生成靜態「算例2」
第10章  裝配體的靜態分析
  10.1  生成靜態分析
  10.2  定義材質
  10.3  應用約束、添載入荷
    10.3.1  設定約束
    10.3.2  添載入荷（應用方向性力）
  10.4  網格化裝配體
    10.4.1  設定網格化選項
    10.4.2  網格化裝配體
  10.5  運行靜態分析

  10.6  分析結果
    10.6.1  分析von Mises應力
    10.6.2  觀察「合力位移」
    10.6.3  對等要素「應變」
  10.7  壓縮零部件、重新分析
    10.7.1  壓縮零部件
    10.7.2  約束新模型
    10.7.3  重新網格化新模型、運行「分析」
    10.7.4  列舉「反作用力」
    10.7.5  生成von Mises應力圖解的剖面圖解
    10.7.6  控制剖面圖解
    10.7.7  探測剖面圖解上的應力結果
第11章  「接頭」的應用
  11.1  接頭
    11.1.1  「連接」與「接頭」
    11.1.2  「接頭」
  11.2  「螺栓」接頭
    11.2.1  關於「螺栓」接頭
    11.2.2  「螺栓」接頭屬性管理器
    11.2.3  「類型」選項組
    11.2.4  「緊密配合」複選框
    11.2.5  螺栓接頭的分析
    11.2.6  定義載荷和約束
    11.2.7  定義局部接觸條件
    11.2.8  網格化模型、運行分析
    11.2.9  分析von Mises應力
  11.3  「剛性」接頭
    11.3.1  生成「剛性」接頭的靜態算例
    11.3.2  定義「剛性」接頭
    11.3.3  約束模型
    11.3.4  定義載荷
    11.3.5  網格化模型和運行分析
  11.4  「銷釘」接頭
    11.4.1  「銷釘」接頭的特點
    11.4.2  生成靜態分析
    11.4.3  定義銷釘接頭
    11.4.4  定義接觸條件
    11.4.5  網格化零件、運行算例
    11.4.6  列出每個銷釘的力
    11.4.7  銷釘接頭的其他選項
  11.5  「彈簧」接頭與「彈性支撐」
    11.5.1  「彈簧」接頭
    11.5.2  「彈性支撐」接頭
    11.5.3  生成「彈性支撐」的靜態算例
    11.5.4  設定約束、接觸條件和載荷
    11.5.5  定義全局接觸條件
    11.5.6  定義壓力載荷
    11.5.7  網格化模型、運行分析
  11.6  「點焊」接頭
    11.6.1  定義裝配體外殼

    11.6.2  生成參考點
    11.6.3  對外殼邊線應用約束
    11.6.4  定義「點焊」接頭
    11.6.5  定義接觸
    11.6.6  定義載荷（應用方向性力）
    11.6.7  網格化模型、運行分析、分析結果
  11.7  其他接頭
    11.7.1  邊焊縫接頭
    11.7.2  「連接」接頭
    11.7.3  「軸承」接頭
第12章  頻率分析
  12.1  頻率分析的概念
    12.1.1  概述
    12.1.2  頻率分析中載荷的影響
    12.1.3  動態載荷
    12.1.4  頻率分析的輸入、輸出
    12.1.5  運行頻率分析
    12.1.6  頻率分析的幾個概念
    12.1.7  頻率分析選項
  12.2  共振分析
    12.2.1  生成「頻率」分析算例
    12.2.2  指派材料
    12.2.3  添加約束
    12.2.4  定義默認圖解
    12.2.5  網格化模型和運行算例
    12.2.6  結果分析
  12.3  無規則振動分析
    12.3.1  生成「無規則振動」分析算例
    12.3.2  設定「無規則振動」算例的屬性
    12.3.3  定義統一基準激發
    12.3.4  設定阻尼屬性
    12.3.5  設定「結果」選項
    12.3.6  網格化裝配體和運行分析
    12.3.7  查看結果
第13章  「遠程載荷」「離心力」的分析
  13.1  「遠程載荷」與「離心力」載荷
    13.1.1  遠程載荷
    13.1.2  「離心力」載荷
  13.2  應用「遠程載荷」的靜態分析
    13.2.1  生成參考坐標系
    13.2.2  生成「遠程載荷分析1」算例、指派材質
    13.2.3  應用制約
    13.2.4  應用遠程載荷（直接轉移）
    13.2.5  網格化模型、運行分析
    13.2.6  顯示「von Mises應力」和安全係數
  13.3  應用「離心力」載荷的靜態分析
    13.3.1  定義模型的「離心力」載荷
    13.3.2  應用制約
    13.3.3  網格化模型、運行分析
    13.3.4  分析「離心力」載荷的「von Mises應力」

第14章  「跌落測試」分析
  14.1  電腦硬碟「跌落測試」
    14.1.1  定義「跌落測試」算例
    14.1.2  設置跌落測試算例
    14.1.3  設定「結果選項」
    14.1.4  定義硬碟驅動器和泡沫間的接觸
    14.1.5  網格化模型和運行算例
    14.1.6  查看應力結果
    14.1.7  動畫應力圖解
  14.2  鋁桿件的跌落衝擊測試
    14.2.1  生成跌落測試算例
    14.2.2  設置跌落測試算例
    14.2.3  設定「結果」選項
    14.2.4  網格化模型、運行算例、查看結果
    14.2.5  繪製位移圖解
第15章  壓力容器的靜態分析
  15.1  對實體模型應用對稱約束
    15.1.1  生成楔塊
    15.1.2  生成具有實體網格的靜態分析
    15.1.3  為實體指派材料
    15.1.4  應用「對稱」制約
    15.1.5  在內部應用「壓力」載荷
    15.1.6  穩定模型
    15.1.7  網格化零件並運行分析
  15.2  對外殼模型應用對稱約束
    15.2.1  生成具有外殼網格的靜態分析
    15.2.2  定義模型為外殼模型
    15.2.3  運行抽殼分析
  15.3  實體模型與外殼模型的對比
    15.3.1  實體模型的對等應力
    15.3.2  外殼模型的對等應力圖解
    15.3.3  實體模型與外殼模型的對比
  15.4  非均勻壓力分析
    15.4.1  生成分割線
    15.4.2  生成參考坐標系
    15.4.3  生成外殼分析
    15.4.4  指派材料
    15.4.5  應用約束
    15.4.6  應用流體靜力學壓力
    15.4.7  網格化模型
    15.4.8  觀察底部的對等（von Mises）應力
第16章  接觸分析
  16.1  概述
    16.1.1  關於「接觸」問題
    16.1.2  接觸分析的應用範圍
  16.2  定義接觸
    16.2.1  零部件接觸
    16.2.2  局部接觸
    16.2.3  冷縮套合
  16.3  小型位移的接觸分析

    16.3.1  生成眼桿裝配體
    16.3.2  生成並定義靜態算例
    16.3.3  定義「接觸」條件
    16.3.4  網格化模型和運行算例
    16.3.5  觀察主要應力
    16.3.6  「接觸壓力」圖解
    16.3.7  「合力位移」圖解
    16.3.8  查看安全係數
  16.4  應用「冷縮套合」
    16.4.1  生成靜態算例
    16.4.2  設定「慣性卸除」選項
    16.4.3  指派材料屬性
    16.4.4  定義「冷縮套合」接觸
    16.4.5  網格化模型和運行算例
    16.4.6  探測徑嚮應力結果
    16.4.7  觀察徑向位移
  16.5  「大型位移」接觸
    16.5.1  「大型位移」選項
    16.5.2  生成靜態算例
    16.5.3  應用約束
    16.5.4  應用規定位移
    16.5.5  定義帶摩擦力的當地接觸
    16.5.6  激活「大型位移」選項並運行算例
    16.5.7  觀察「大型位移」的「von Mises應力」

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