SAMCEF 有限元分析与应用实例PDF电子书下载

序言 1

前言 1

第1章 有限元分析和CAE软件 1

1.1 有限元分析 1

1.2 有限元方法和有限元分析的历史 1

1.3 有限元工程应用 2

1.4 有限元分析流程 3

1.5 CAE软件概述和主要的有限元分析软件 4

第2章 SAMCEF软件介绍 9

2.1 SAMTECH公司 9

2.2 SAMCEF的发展历史 9

2.3 SAMCEF系列软件介绍 10

2.3.1 前后处理软件SAMCEF Field 11

2.3.2 通用求解器 12

2.4 SAMCEF专业分析软件包 15

2.4.1 SAMCEF Rotor转子动力学软件包 15

2.4.2 SAMCEF MachineTools机床分析软件包 19

2.4.3 SAMCEF TurbineWind风电分析软件包 21

2.4.4 SAMCEF Amaryllis专业的高温分解与烧蚀分析软件包 24

2.4.5 SAMCEF for Power Line and Substations输电线和变电站专业集成软件包 25

第3章 SAMCEF基本分析过程 28

3.1 SAMCEF软件安装 28

3.1.1 硬件系统要求 28

3.1.2 软件系统要求 28

3.1.3 SAMCEF的安装 29

3.2 SAMCEF的启动 35

3.2.1 SAMCEF Field的启动 35

3.2.2 SAMCEF Field用户界面 37

3.3 SAMCEF Field菜单界面 38

3.3.1 SAMCEF Field菜单界面简介 38

3.3.2 鼠标的使用 39

3.3.3 人机对话界面 40

3.4 SAMCEF Field的功能 44

3.4.1 参数化 44

3.4.2 几何模型 44

3.4.3 网格 45

3.4.4 装配单元 45

3.4.5 材料特性 45

3.4.6 分析 45

3.4.7 工作过程 47

3.4.8 报告和输出 49

3.5 SAMCEF有限元分析简单实例 49

3.5.1 问题描述 49

3.5.2 导入几何模型 50

3.5.3 导入和修补几何模型 51

3.5.4 数据定义 52

3.5.5 生成有限元网格 55

3.5.6 求解 56

3.5.7 后处理 57

第4章 SAMCEF Field建模功能 61

4.1 概述 61

4.1.1 建模介绍 61

4.1.2 建模功能 62

4.1.3 图标库 62

4.2 创建几何 63

4.2.1 创建点 63

4.2.2 创建线 63

4.2.3 创建面 64

4.2.4 创建轴 64

4.2.5 创建无限大平面 64

4.2.6 创建草图 65

4.2.7 拉伸建模 67

4.2.8 旋转建模 67

4.2.9 体素创建 67

4.2.10 创建交点或交线 68

4.2.11 创建螺旋线 69

4.2.12 创建扫描模型 69

4.2.13 面合并成壳 69

4.2.14 粘合 70

4.2.15 融合 70

4.2.16 创建区域 70

4.3 几何修补 71

4.3.1 删除操作 72

4.3.2 几何修改操作 73

4.3.3 几何特性转换 75

4.4 其他基本操作 77

4.4.1 Import和Export 77

4.4.2 Copy和Paste 78

4.4.3 投影 79

4.4.4 修改 80

4.4.5 分析 82

4.4.6 爆炸 83

4.4.7 提取 83

4.4.8 偏移 83

4.4.9 复制 84

4.4.10 移动 84

4.4.11 比例缩放 85

4.4.12 放置 86

4.4.13 冻结 87

4.4.14 数据资料 87

4.4.15 参数设置 87

第5章 分析数据定义 89

5.1 分析类型 89

5.1.1 分析类型简介 89

5.1.2 更改分析类型 90

5.1.3 几种典型的分析类型 90

5.2 分析数据 93

5.2.1 分析数据简介 93

5.2.2 基本概念 94

5.2.3 数据库 94

5.2.4 局部分析数据 96

5.2.5 应用数据 97

5.2.6 分析数据对话框 100

5.2.7 物理数据类型 104

5.2.8 特殊的单元 104

5.3 单元特性定义 109

5.3.1 单元类型 109

5.3.2 单元参数定义 110

5.4 材料数据定义 117

5.4.1 材料类型 117

5.4.2 定义方法 117

5.5 边界条件 117

5.5.1 边界条件类型 118

5.5.2 各类型边界条件简介 118

5.6 载荷定义 119

5.6.1 载荷的介绍 119

5.6.2 载荷类型 120

5.7 装配连接定义 120

5.7.1 装配连接简介 120

5.7.2 连接类型简介 120

第6章 SAMCEF Field网格划分 124

6.1 SAMCEF有限元网格 124

6.1.1 网格简介 124

6.1.2 网格约束 124

6.2 有限元网格划分 133

6.2.1 划分网格 133

6.2.2 输入/出网格体 141

6.3 有限元网格质量检查 143

6.3.1 检查网格质量 143

6.3.2 显示方法 149

6.4 有限元网格修改 152

6.4.1 修改网格实体 152

6.4.2 网格重编号 156

6.4.3 分网参数选择 157

第7章 SAMCEF Field分析求解 158

7.1 求解参数设置 158

7.1.1 求解菜单 158

7.1.2 校验分析数据 158

7.1.3 设置 158

7.1.4 载荷工况 166

7.1.5 结果选择 166

7.1.6 输出控制 167

7.2 求解运行 167

7.2.1 转换和运行 167

7.2.2 求解监控 168

7.2.3 求解器配置 170

7.2.4 求解命令 171

第8章 SAMCEF Field后处理 172

8.1 SAMCEF Field结果后处理概述 172

8.1.1 后处理菜单 172

8.1.2 结果图标 174

8.2 后处理方法和过程 175

8.2.1 结果属性 175

8.2.2 结果单位—色标 175

8.2.3 结果样式—显示模式 178

8.2.4 结果属性—变形和变形系数 179

8.2.5 结果属性—网格 180

8.2.6 结果属性—结果使用网格或使用外形 180

8.2.7 绘制模式 181

8.2.8 动画 182

8.2.9 列表 183

8.2.10 结果绘图 184

8.2.11 结果参数 187

8.2.12 结果标准 187

8.2.13 绑定或分离节点和外形 188

8.2.14 卸载结果 189

8.2.15 输入结果实体 189

8.2.16 超单元恢复 189

8.2.17 为将来恢复保存超单元 189

第9章 SAMCEF Field建模实例 190

9.1 耳板几何建模 190

9.1.1 实例分析 190

9.1.2 启动SAMCEF Field 190

9.1.3 建立模型底座 190

9.1.4 建立吊耳实体 190

9.1.5 模型的精细处理 192

9.1.6 建立分析数据 192

9.1.7 网格划分 193

9.1.8 求解 193

9.1.9 结果显示 193

9.2 模型的修改以及结果的更新 193

9.2.1 实例分析 193

9.2.2 分析步骤及流程 194

9.2.3 分析数据的更新 194

9.2.4 重新计算 195

9.2.5 查看结果 195

9.3 修改一个导入的模型 195

9.3.1 实例分析 195

9.3.2 实现步骤及流程 195

9.3.3 修改模型 196

9.3.4 建立分析数据 196

9.3.5 网格划分 197

9.3.6 计算 197

9.3.7 查看结果 197

9.4 导入及修改模型 198

9.4.1 实例分析 198

9.4.2 操作步骤 198

第10章 线性结构分析应用实例 200

10.1 连杆应力分析 200

10.1.1 实例分析 200

10.1.2 分析模型和载荷条件 200

10.1.3 建立分析模型 200

10.1.4 定义分析数据 202

10.1.5 划分有限元网格 203

10.1.6 求解 205

10.1.7 查看结果 205

10.2 离心叶轮应力分析 207

10.2.1 实例分析 207

10.2.2 建立模型 207

10.2.3 定义分析数据 208

10.2.4 网格 211

10.2.5 求解 212

10.2.6 后处理 213

10.3 简单悬臂梁应力分析 216

10.3.1 实例分析 216

10.3.2 分析模型及载荷条件 217

10.3.3 分析流程 217

第11章 模态分析实例 221

11.1 连杆模态分析 221

11.1.1 实例分析 221

11.1.2 分析数据 221

11.1.3 模态分析过程 221

11.1.4 计算结果 222

11.2 壳结构模态分析实例 224

11.2.1 实例分析 224

11.2.2 操作步骤 224

第12章 热分析实例 227

12.1 平板结构传热分析算例 227

12.1.1 实例分析 227

12.1.2 启动 227

12.1.3 建立模型 227

12.1.4 定义分析数据 228

12.1.5 网格划分 228

12.1.6 计算 229

12.1.7 查看结果 229

第13章 结构非线性分析实例 230

13.1 弹塑性材料结构的非线性分析 230

13.1.1 实例分析 230

13.1.2 启动 230

13.1.3 定义分析数据 230

13.1.4 网格划分 232

13.1.5 计算 232

13.1.6 查看结果 233

13.2 接触非线性实例 233

13.2.1 实例分析 233

13.2.2 操作步骤 233

第14章 机构运动非线性分析实例 238

14.1 曲柄滑轨结构非线性分析实例 238

14.1.1 实例分析 238

14.1.2 启动 238

14.1.3 定义分析数据 238

14.1.4 装配组件 239

14.1.5 网格划分 242

14.1.6 计算 242

14.1.7 查看结果 243

14.2 四连杆机构动力学分析 243

14.2.1 问题描述 243

14.2.2 创建几何模型 243

14.2.3 定义分析数据 244

14.2.4 网格划分 247

14.2.5 计算 247

14.2.6 查看结果 247

14.3 多柔性体机床运动分析 249

14.3.1 实例分析 249

14.3.2 启动 250

14.3.3 定义分析数据 251

14.3.4 装配组件 252

14.3.5 网格划分 255

14.3.6 计算 255

14.3.7 查看结果 255

第15章 转子动力学理论背景 256

15.1 简介 256

15.1.1 转子动力学问题 256

15.1.2 转子动力学的基本假设 256

15.2 模型 256

15.2.1 转子模型 256

15.2.2 静子模型 259

15.2.3 模型减缩 260

15.2.4 连接部件 261

15.2.5 载荷 263

15.2.6 时域系统方程 263

15.2.7 频率域系统方程 264

第16章 转子动力学分析实例 265

16.1 悬臂盘转子临界转速分析 265

16.1.1 实例分析 265

16.1.2 建立分析模型 266

16.1.3 定义分析数据 267

16.1.4 网格 271

16.1.5 求解 272

16.1.6 后处理 273

16.1.7 直接法求解临界转速 277

16.1.8 弹性支承条件临界转速 278

16.2 阶梯轴转子临界转速分析 282

16.2.1 实例分析 282

16.2.2 建立分析模型 283

16.2.3 定义分析数据 284

16.2.4 网格 291

16.2.5 求解 292

16.2.6 后处理 293

16.2.7 直接法求解临界转速 299

16.3 阶梯轴转子谐波响应分析 302

16.3.1 实例分析 302

16.3.2 建立分析模型 304

16.3.3 定义分析数据 305

16.3.4 网格 309

16.3.5 求解 310

16.3.6 后处理 312

16.4 阶梯轴转子瞬态响应分析 313

16.4.1 实例分析 313

16.4.2 建立分析模型 315

16.4.3 定义分析数据 316

16.4.4 网格 319

16.4.5 求解 320

16.4.6 后处理 322

16.5 阶梯轴转子二维模型临界转速分析 324

16.5.1 实例分析 324

16.5.2 建立分析模型 325

16.5.3 定义分析数据 327

16.5.4 网格 331

16.5.5 求解 331

16.5.6 后处理 332

16.6 阶梯轴转子临界转速分析（超单元） 335

16.6.1 实例分析 335

16.6.2 建立分析模型 336

16.6.3 定义分析数据 339

16.6.4 网格 341

16.6.5 求解 341

16.6.6 导入超单元 342

16.6.7 重新定义分析数据 343

16.6.8 超单元求解 345

16.6.9 后处理 346

16.7 单盘转子临界转速分析（三维实体模型） 349

16.7.1 实例分析 349

16.7.2 建立分析模型 349

16.7.3 定义分析数据 351

16.7.4 网格划分 354

16.7.5 求解 355

16.7.6 后处理 357

第17章 振动噪声分析实例 362

17.1 容器声学响应分析 362

17.1.1 实例分析 362

17.1.2 启动 362

17.1.3 建立分析数据 362

17.1.4 划分网格 364

17.1.5 计算模态结果 364

17.1.6 查看结果 365

17.1.7 未耦合结构的模态分析 366

17.1.8 谐响应分析 366

17.1.9 谐响应分析（考察声学传播规律） 371

17.2 声学衍射分析 373

17.2.1 实例分析 373

17.2.2 启动并建立模型 373

17.2.3 建立分析数据 374

17.2.4 网格划分 375

17.2.5 提交计算 376

17.2.6 检查结果 376

第18章 耦合分析典型实例 377

18.1 压电材料与控制装置的强耦合模型 377

18.1.1 模型描述 377

18.1.2 分析目标 377

18.1.3 线性静力分析 377

18.1.4 模态分析 382

18.1.5 谐响应分析 384

18.1.6 瞬态分析 386

18.2 电动热力学分析实例 387

18.2.1 模型描述 387

18.2.2 分析目标 388

18.2.3 线性静态分析流程 388

18.2.4 瞬态分析 393

18.3 电磁分析实例1 394

18.3.1 模型描述 394

18.3.2 分析目标 395

18.3.3 分析流程 395

18.4 电磁分析实例2 400

18.4.1 模型描述 400

18.4.2 分析目标 400

18.4.3 分析流程 400

18.5 光机热耦合分析实例1 405

18.5.1 模型描述 405

18.5.2 分析目标 405

18.5.3 线性静力分析流程 405

18.5.4 瞬态分析 412

18.6 光机热耦合分析实例2 414

18.6.1 模型描述 414

18.6.2 分析目标 415

18.6.3 Z向重力的线性静力分析流程 415

第19章 SAMCEF特殊分析实例 423

19.1 复合材料分析 423

19.1.1 实例分析 423

19.1.2 操作步骤 423

19.2 简单电缆线分析 428

19.2.1 模型描述 428

19.2.2 启动软件设置 429

19.2.3 电缆线分析 429

19.3 充满流体的箱体分析 433

19.3.1 模型描述 433

19.3.2 启动软件设置 433

19.3.3 非线性分析 433

19.3.4 模态分析 436

19.4 拓扑优化分析 437

19.4.1 模型描述 437

19.4.2 拓扑优化分析的步骤 437