ALGOR结构分析高级教程PDF电子书下载

第1章 ALGOR综述 1

1.1ALGOR概要 1

1.2ALGOR直观友好的用户界面 2

1.3ALGOR的平台要求 3

1.4CAD/CAE协同的前处理器和分析平台 3

1.4.1强大而方便的CAD造型和接口技术 3

1.4.2独特的网格技术 5

1.4.3丰富多彩的后处理功能 7

1.5ALGOR强大的分析功能 8

1.5.1丰富的单元类型 8

1.5.2深入而方便的结构线性静、动力分析 9

1.5.3丰富的非线性材料模式 11

1.5.4强大的非线性分析技术 12

1.5.5方便有效的疲劳分析功能 15

1.5.6复合材料分析 15

1.5.7强大的热分析 16

1.5.8流体分析 17

1.5.9静电分析功能 17

1.5.10多物理场耦合分析 18

1.5.11针对管路系统、压力容器的专用模块 18

1.6ALGOR开放的平台 20

1.7ALGOR技术服务 20

1.8例题——ALGOR入门 20

第2章 ALGOR前处理 27

2.1概述 27

2.2ALGOR分析环境——FEMPRO 27

2.2.1启动FEMPRO环境 27

2.2.2FEMPRO环境的界面与操作 28

2.2.3FEMPRO环境的组成 30

2.3CAD实体建模 31

2.3.1CAD实体建模方法 31

2.3.2AlibreDesign简介 31

2.3.3ALGOR的插件式CAD（InCAD）接口技术 33

2.3.4ALGOR导入CAD实体模型的方法 33

2.4网格划分 34

2.4.1ALGOR网格划分的一般步骤 35

2.4.2ModelMeshSettings设置详述 35

2.4.3网格细化与增强 42

2.5网格构建 44

2.5.1Part（零件）、Surface（面）和Layer（层） 44

2.5.2建立空模型 45

2.5.3直接建立网格 46

2.5.4基于草图建立网格 48

2.6例题2-1——插件式接口技术 52

2.7例题2-2——三维模型网格划分 52

2.8例题2-3——中面提取 54

2.9例题2-4——FEMPRO直接建模 57

2.10例题2-5——螺旋弹簧建模 63

2.11例题2-6-——箱形梁的建立 65

2.12例题2-7——混合网格 67

第3章 ALGOR线性分析综述 75

3.1线性分析简介 75

3.1.1什么是线性分析 75

3.1.2线性分析类型 75

3.2线性分析单元 77

3.2.1块体（Brick）单元 77

3.2.2四面体（Tetrahedral）单元 78

3.2.3二维（2-D）单元 78

3.2.4板（Plate）单元 79

3.2.5膜（Membrane）单元 80

3.2.6梁（Beam）单元 81

3.2.7桁架（Truss）单元 87

3.2.8弹簧（Spring）单元 87

3.2.9刚性（Rigid）单元 89

3.2.10间隙（Gap）单元 89

3.2.11薄板复合（ThinComposite）单元 90

3.2.12厚板复合（ThickComposite）单元 93

3.3单元公式 94

3.3.1非协调位移模式 94

3.3.2积分模式 94

3.4线性分析材料 95

3.4.1各向同性材料 95

3.4.2正交各向异性材料 96

3.4.3温度相关材料 96

3.4.4复合材料 97

3.4.5压电材料和通用压电材料 98

3.4.6通用各向异性材料 100

3.4.7各种单元的可用材料 100

3.5ALGOR材料库 100

3.5.1内置材料库 100

3.5.2用户自定义材料库 100

3.6例题3-1——梁的模拟 102

3.7例题3-2——复合材料板分析 104

第4章 ALGOR线性静力与线性动力分析 110

4.1线性材料静力分析简介 110

4.2例题4-1——虎钳应力分析 110

4.3例题4-2——螺栓预紧压力容器应力分析 114

4.4线性动力分析概述 119

4.4.1动力学分析 119

4.4.2动力学分析的阻尼 120

4.5模态分析与预应力模态分析 120

4.5.1模态分析的概念 120

4.5.2模态分析理论 121

4.5.3模态分析求解参数 121

4.5.4预应力模态分析的概念 123

4.5.5预应力模态分析求解参数 123

4.6例题4-3——模态分析实例 124

4.7例题4-4——预应力模态分析实例 128

4.8响应谱分析 130

4.8.1响应谱分析概述 130

4.8.2频谱的定义 131

4.8.3响应谱分析的算法及若干概念 131

4.8.4ALGOR响应谱分析及求解参数 134

4.9例题4-5——响应谱分析实例 135

4.10随机振动分析 137

4.10.1随机振动分析的基本概念 137

4.10.2ALGOR随机振动分析及求解参数 137

4.11例题4-6-——随机振动分析实例 138

4.12谐响应分析 141

4.12.1谐响应分析概述 141

4.12.2谐响应分析的载荷与输出 142

4.12.3ALGOR谐响应分析及求解参数 142

4.13例题4-7——谐响应分析实例 146

4.14线性瞬态应力分析 148

4.14.1瞬态应力分析概述 148

4.14.2线性瞬态应力分析算法 149

4.14.3瞬态应力分析的积分时间步长 150

4.14.4瞬态应力分析的载荷 150

4.14.5瞬态应力分析求解参数 150

4.15例题4-8——线性瞬态应力分析实例 152

4.16特征值屈曲分析 155

4.16.1屈曲分析——结构稳定性 155

4.16.2特征值屈曲分析的理论背景 156

4.16.3ALGOR特征值屈曲分析及求解参数 157

4.17特征值屈曲分析实例 158

4.18DDAM分析 161

4.18.1DDAM分析简介 161

4.18.2DDAM分析的求解参数 162

4.18.3采用用户自定义参数进行DDAM分析 165

4.18.4进行DDAM加密求解 166

4.19DDAM分析实例 167

第5章 多工况计算与结果组合 170

5.1多工况计算 170

5.2例题5-1——多工况计算 171

5.3结果组合 172

5.4例题5-2——结果组合 174

第6章 线性分析中的接触 180

6.1线性分析中的接触概述 180

6.2线性分析中接触的定义 180

6.2.1面接触定义 180

6.2.2间隙（Gap）单元模拟接触 182

6.3例题6-1——夹具静力分析 182

6.4例题6-2——螺纹应力分析 186

6.5例题6-3——板的接触分析 191

第7章 应力线性化 194

7.1应力线性化概述 194

7.2应力线性化的理论背景 194

7.2.1应力分类线 194

7.2.2局部薄膜应力的计算 195

7.2.3二次弯曲应力的计算 196

7.2.4“局部薄膜应力＋二次弯曲应力”的计算 196

7.2.5局部薄膜应力强度Pm和“一次＋二次应力强度”Pm+Pb 196

7.3ALGOR应力线性化方法 197

7.4例题——应力线性化 198

第8章 疲劳分析 203

8.1FatigueWizard——疲劳分析向导简介 203

8.2疲劳分析理论概述 203

8.2.1疲劳的概念 203

8.2.2疲劳分析的荷载 204

8.2.3雨流记数法 204

8.2.4基于应力的疲劳分析方法 205

8.2.5基于应变的疲劳分析方法 207

8.2.6基于Haigh图的疲劳安全系数计算 209

8.2.7应力集中 210

8.2.8疲劳极限修正因子 211

8.3FatigueWizard疲劳分析流程 211

8.3.1FatigueWizard疲劳计算流程 211

8.3.2启动FatigueWizard 212

8.3.3第1步：选择疲劳算法 214

8.3.4第2步：输入材料疲劳数据 214

8.3.5第3步：定义应力集中系数和疲劳极限修正因子 218

8.3.6第4步：定义交变载荷历程 219

8.3.7第5步：定义输出类型的设计寿命 222

8.3.8第6步：分析选项并进行求解 223

8.3.9第7步：给出结果汇总信息 224

8.3.10Visualizer简介 226

8.3.11FEMPRO查看疲劳计算结果 226

8.4例题——铸件疲劳分析 228

第9章 PipePak——管道设计与分析模块 234

9.1PipePak综述 234

9.1.1PipePak的功能特点 234

9.1.2PipePak的界面 234

9.1.3PipePak的建模 235

9.1.4PipePak的分析功能 236

9.1.5PipePak的后处理功能 237

9.2例题——管道系统分析 237

第10章 PV/Designer——压力容器建模模块 253

10.1PV/Designer简介 253

10.2例题10-1——压力容器板壳单元建模 253

10.3例题10-2——压力容器实体单元建模 260

第11章 ALGOR非线性分析综述 267

11.1非线性的概念 267

11.1.1什么是非线性行为 267

11.1.2几何非线性 268

11.1.3材料非线性 268

11.1.4状态变化非线性 269

11.2非线性的求解 270

11.2.1概述 270

11.2.2Newton-Raphson算法 270

11.2.3时间步长的确定 271

11.2.4ALGOR中提供的Newton-Raphson算法 271

11.3ALGOR非线性的分类 272

11.4ALGOR非线性求解参数 273

11.4.1非线性材料模态分析求解参数 273

11.4.2非线性材料机械运动仿真和静力分析求解参数 274

11.5重启动分析 280

11.6例题11-1——跌落冲击分析 282

11.7例题11-2——重启动分析 288

11.8例题11-3——10°浅拱梁 293

11.9例题11-4——活塞机构机械运动仿真 296

第12章 非线性分析单元 304

12.1非线性分析单元公式 304

12.1.1非线性分析的3种几何非线性算法 304

12.1.2单元非协调位移模式 304

12.1.3单元积分模式 305

12.1.4本构方程积分方法 305

12.1.5应变度量选择 305

12.2非线性分析单元介绍 306

12.2.1块体（Brick）单元 306

12.2.2四面体（Tetrahedral）单元 307

12.2.3二维（2-D）单元 308

12.2.4刚体单元（2-DKinematic和3-DKinematic） 309

12.2.5壳（Shell）单元 309

12.2.6膜（Membrane）单元 310

12.2.7梁（Beam）单元 311

12.2.8管单元（Pipe） 314

12.2.9桁架（Truss）单元 316

12.2.10弹簧（Spring）单元 317

12.2.11垫片单元（2-DGasket和3-DGasket） 317

12.2.12接触（Contact）单元 318

12.2.13联结（Coupling）单元 319

12.2.14阻尼器（Dashpot）单元 319

12.2.15通用接触（GeneralContact）单元 320

12.2.16水力单元（2-DHydradynamic和3-DHydrodynamic） 321

12.2.17激励（Actuator）单元 321

12.2.18滑移（Slider）单元 322

12.2.19滑轮（Pulley）单元 323

12.3例题12-1——自定义梁截面 324

12.4例题12-2——索的模拟 328

12.5例题12-3——通用接触单元实例 332

12.6例题12-4——水力单元实例 335

12.7例题12-5——激励单元实例 338

12.8例题12-6——滑移单元实例 340

12.9例题12-7——滑轮单元实例 341

第13章 ALGOR几何非线性分析 344

13.1几何非线性基础 344

13.1.1几何非线性（大应变、大位移、大转动） 344

13.1.2大变形的数学描述 345

13.2ALGOR的几何非线性算法 346

13.2.1ALGOR的几何非线性算法 346

13.2.2ALGOR几何非线性计算的考虑 348

13.3非线性屈曲分析 350

13.3.1非线性屈曲分析概述 350

13.3.2初始缺陷 353

13.3.3非线性屈曲的求解 354

13.3.4ALGOR非线性屈曲分析算法 354

13.3.5RIKS方法概述 355

13.3.6查看非线性屈曲分析结果 358

13.4例题13-1——容器屈曲分析 358

13.5例题13-2——简单框架结构大变形屈曲 367

第14章 ALGOR材料非线性分析 375

14.1材料非线性概述 375

14.2塑性分析 376

14.2.1塑性 376

14.2.2应变强化 376

14.2.3屈服准则与强化准则 376

14.2.4塑性分析的ALGOR实现 380

14.2.5塑性求解 382

14.2.6塑性结果输出 382

14.3超弹性分析 383

14.3.1超弹材料简介 383

14.3.2超弹理论基础 384

14.3.3Mooney-Rivlin超弹模型 385

14.3.4Arruda-Boyce超弹模型 390

14.3.5Ogden超弹模型 392

14.3.6Blatz-Ko超弹模型 394

14.3.7Hyperfoam超弹模型 395

14.4粘弹性分析 397

14.4.1粘弹性材料简介 397

14.4.2线性各向同性粘弹理论基础 397

14.4.3粘弹性材料的时温等效特性 399

14.4.4ALGOR的粘弹性模型参数定义 400

14.5蠕变分析 402

14.5.1蠕变的概念 402

14.5.2ALGOR蠕变模型 403

14.5.3ALGOR蠕变模型参数定义 403

14.5.4蠕变计算的说明 405

14.6修正的Drucker-Prager模型 405

14.6.1Drucker-Prager屈服准则 405

14.6.2修正的Drucker-Prager屈服准则 406

14.6.3修正DP准则参数输入 408

14.7曲线材料模型 409

14.7.1曲线（Curve）模型 409

14.7.2不抗拉曲线（CurvewithCut-off）模型 410

14.8钢筋混凝土材料模型 411

14.8.1钢筋混凝土材料概述 411

14.8.2混凝土材料的破坏准则 412

14.8.3混凝土材料的屈服准则 413

14.8.4混凝土材料的开裂拉伸硬化 414

14.8.5钢筋混凝土材料参数定义 415

14.9垫片材料 417

14.9.1垫片材料概述 417

14.9.2垫片材料数据的定义方法 419

14.10例题14-1——转子零件塑性分析 420

14.11例题14-2——套管连接器的回弹残余应力分析 426

14.12例题3——超弹材料分析 433

14.13例题14-4——粘弹材料分析 440

14.14例题14-5——板的应力松弛（蠕变）分析 443

14.15例题14-6——DP材料非线性分析 447

14.16例题14-7——混凝土材料开裂分析 449

第15章 ALGOR接触非线性分析 455

15.1接触分类和接触协调 455

15.1.1接触分类 455

15.1.2接触协调 456

15.2接触刚度 456

15.2.1接触刚度概述 456

15.2.2接触刚度的估算 457

15.3ALGOR接触技术 458

15.3.1点对点接触 458

15.3.2点对面接触 458

15.3.3面对面接触 459

15.4ALGOR接触设置 459

15.4.1接触定义方法 460

15.4.2接触设置 461

15.4.3刚性碰撞面 466

15.5例题15-1——点对点接触 467

15.6例题15-2——点对面接触 471

15.7例题15-3——面对面接触 477

15.8例题15-4——刚性碰撞面 483

第16章 ALGOR机构向导KinePak 488

16.1KinePak简介 488

16.2例题——四连杆机构模拟 489