SolidWorks Simulation基础教程 2014版PDF电子书下载

绪论 有限元简介 1

0.1 SolidWorks Simulation概述 1

0.2有限元分析概述 1

0.3建立数学模型 2

0.4建立有限元模型 3

0.5求解有限元模型 3

0.6结果分析 3

0.7 FEA中的误差 4

0.8有限单元 4

0.8.1 SolidWorks Simulation中的单元类型 4

0.8.2在实体和壳单元中选择 6

0.8.3实体及壳单元中的草稿品质与高品质 6

0.9自由度 7

0.10 FEA计算 7

0.11 FEA结果解释 7

0.12测量单位 8

0.13 SolidWorks Simulation的使用限制 9

0.14总结 10

第1章 分析流程 11

1.1模型分析的关键步骤 11

1.2实例分析：平板 11

1.3 SolidWorks Simulation的界面 12

1.4 SolidWorks Simulation选项 14

1.5预处理 16

1.5.1新建算例 16

1.5.2夹具 18

1.5.3外部载荷 19

1.5.4符号的大小及颜色 21

1.5.5预处理总结 21

1.6划分网格 22

1.6.1基于曲率的网格 22

1.6.2网格密度 23

1.6.3网格大小 23

1.6.4圆中最小单元数 23

1.6.5比率 23

1.6.6网格质量 25

1.7后处理 26

1.7.1结果图解 26

1.7.2编辑图解 26

1.7.3波节应力与单元应力 27

1.7.4显示向量图解选项 27

1.7.5修改结果图解 27

1.7.6其他图解 29

1.8多个算例 34

1.8.1创建新的算例 34

1.8.2复制参数 34

1.8.3检查收敛与精度 36

1.8.4结果总结 37

1.8.5与解析解比较 37

1.9报告 38

1.10总结 39

1.11提问 39

练习1-1支架 40

练习1-2压缩弹簧刚度 46

练习1-3容器把手 48

第2章 网格控制、应力集中、边界条件 50

2.1网格控制 50

2.2实例分析：L形支架 50

2.3不带圆角的支架分析 51

2.3.1运行所有算例 52

2.3.2局部网格精细化分析 53

2.3.3网格控制 53

2.3.4结果比较 56

2.3.5应力奇异性 56

2.4带圆角的支架分析 57

2.4.1压缩配置 57

2.4.2自动过渡 58

2.5实例分析：焊接支架 61

2.6理解边界条件的影响 62

2.7总结 63

2.8提问 63

练习2-1 C形支架 63

练习2-2骨形扳手 69

练习2-3基座支架 73

第3章 带接触的装配体分析 80

3.1接触缝隙分析 80

3.2实例分析：虎钳 80

3.3使用全局接触的虎钳分析 81

3.3.1为装配体指定材料 81

3.3.2零部件接触 82

3.3.3观察装配体结果 85

3.3.4手柄接触 85

3.3.5所需的力 86

3.4使用局部接触的虎钳分析 86

3.4.1局部接触 86

3.4.2局部接触类型 87

3.4.3无穿透局部接触条件 88

3.4.4接触应力 91

3.5总结 91

3.6提问 91

练习 双环装配体 92

第4章 对称和自平衡装配体 95

4.1冷缩配合零件 95

4.2实例分析：冷缩配合 95

4.2.1项目描述 95

4.2.2对称 95

4.2.3关键步骤 96

4.2.4特征消隐 96

4.2.5刚体模式 97

4.2.6冷缩配合接触条件 98

4.2.7在局部坐标系中图解显示结果 99

4.2.8定义圆柱坐标系 99

4.2.9保存所有图解 102

4.2.10“什么错”特征 102

4.3带软弹簧的分析 102

4.3.1软弹簧 103

4.3.2惯性卸除 103

4.4总结 104

练习4-1链扣（第一部分） 104

练习4-2链扣（第二部分） 115

第5章 带接头的装配体分析及网格细化 118

5.1连接零部件 118

5.2接头 118

5.3实例分析：万向节 119

5.4项目描述 120

5.5第一部分：使用草稿品质的粗糙网格进行分析 120

5.5.1远程载荷 121

5.5.2螺栓的紧密配合 124

5.5.3螺栓预载 124

5.5.4局部相触面组 127

5.5.5旋转和轴向刚度 129

5.5.6知识库 130

5.6第二部分：使用高品质网格分析 134

5.6.1在薄壁特征上需要的实体单元数量 135

5.6.2高宽比例图解 135

5.6.3雅可比 136

5.7总结 140

练习5- 1手钳 141

练习5-2升降架装配体 149

练习5-3带有基座的分析（选做） 154

练习5-4点焊——实体网格 155

练习5-5螺栓接头 160

练习5-6遮阳篷 163

第6章 兼容/不兼容网格 165

6.1兼容/不兼容网格划分：接合接触 165

6.2实例分析：转子 165

6.2.1项目描述 165

6.2.2兼容网格 166

6.2.3不兼容网格 167

6.2.4不兼容接合选项 169

6.3总结 171

第7章 薄件分析 172

7.1薄件 172

7.2实例分析：带轮 172

7.3第一部分：采用实体单元划分网格 173

7.4第二部分：细化实体网格 176

7.5实体与壳单元的比较 176

7.6第三部分：壳单元——中面曲面 177

7.6.1细壳与粗壳的比较 178

7.6.2壳网格颜色 179

7.6.3更改网格方向 180

7.6.4壳单元对齐 180

7.6.5自动重新对齐壳曲面 181

7.6.6应用对称约束 184

7.6.7变形结果 186

7.7结果比较 187

7.8实例分析：搁栅吊件 187

7.9总结 192

7.10提问 192

练习7-1支架 193

练习7-2使用外侧/内侧表面的壳网格 196

练习7-3点焊——壳网格 199

练习7-4边焊缝接头 199

练习7-5容器把手焊缝 204

第8章 混合网格——壳体和实体 206

8.1混合网格 206

8.1.1接合壳体和实体网格 207

8.1.2混合网格支持的分析类型 207

8.2实例分析：压力容器 207

8.2.1项目描述 207

8.2.2分析装配体 207

8.2.3模型准备 208

8.2.4材料 209

8.2.5体积模量和切变模量 211

8.2.6连接有间隙实体 211

8.2.7失败诊断 214

8.2.8小特征网格划分 214

8.3总结 219

8.4提问 219

练习 混合网格分析 219

第9章 混合网格——实体、梁和壳单元 226

9.1混合划分网格 226

9.2实例讨论：颗粒分离器 226

9.2.1项目描述 226

9.2.2单元选择 226

9.2.3梁单元 226

9.2.4关键步骤 227

9.2.5横梁接点：位置 229

9.2.6横梁接点类型 229

9.2.7连接及断开的接点 231

9.2.8横截面的第一方向及第二方向 236

9.2.9弯矩和剪力图表 237

9.3总结 238

9.4提问 238

练习9-1传送架 238

练习9-2柜子 246

练习9-3框架结构刚度 252

第10章 子模型 254

10.1子模型基础 254

10.2父算例与子算例的关系 254

10.3实例分析：脚手架 254

10.3.1项目描述 255

10.3.2关键步骤 255

10.4第一部分：父算例 256

10.5第二部分：子算例 260

10.6总结 263

10.7提问 264

第11章 设计情形 265

11.1设计算例 265

11.2实例分析：悬架设计 265

11.2.1项目描述 265

11.2.2关键步骤 265

11.3第一部分：多载荷情形 266

11.3.1多个设计算例 267

11.3.2设计情形结果 270

11.4第二部分：几何修改 273

11.5总结 277

练习 矩形平台 277

第12章 热应力分析 282

12.1热应力分析简述 282

12.2实例分析：双层金属带 282

12.2.1项目描述 282

12.2.2材料属性 283

12.2.3输入温度 287

12.2.4平均应力 288

12.2.5提问 293

12.3在局部坐标系中检查结果（选做） 293

12.4保存变形后的模型 294

12.5总结 294

第13章 自适应网格 295

13.1自适应网格简述 295

13.2实例分析：悬臂支架 295

13.2.1项目描述 295

13.2.2几何体准备 296

13.3 h-自适应算例 298

13.3.1 h-自适应选项 299

13.3.2 h-自适应图解 301

13.3.3收敛图表 301

13.3.4回顾h-自适应求解 301

13.3.5应变能误差并非应力误差 303

13.4 p-自适应算例 303

13.4.1 p-自适应求解方法 303

13.4.2 h-单元与p-单元 304

13.4.3方法比较 306

13.5 h-单元与p-单元总结 306

13.6总结 307

第14章 大位移分析 308

14.1小位移与大位移分析的比较 308

14.2实例分析：夹钳 308

14.3第一部分：小位移线性分析 309

14.3.1结果讨论 310

14.3.2小位移及大位移分析中的接触结果 310

14.4第二部分：大位移非线性分析 310

14.4.1永久变形 312

14.4.2 SolidWorks Simulation Premium 312

14.5总结 312

14.6提问 312

附录 313

附录A 网格划分、解算器 313

附录B 用户帮助 322