I-DEAS热分析实用教程PDF电子书下载

前言 1

1-2 I-DEAS Master Series能干什么？ 3

1-1概述 3

I-DEAS基础篇 3

第一章 I-DEAS Master Series（主模块系列）介绍 3

1-5 I-DEAS TMG能干什么？ 4

1-4 什么是I-DEAS TMG？ 4

1-3 I-DEAS TMG模块简介 4

1-6 TMG模拟流程图 5

1-8 I-DEAS ESC模块简介 6

1-7 TMG与I-DEAS Electronic Systems Cooling（电子系统冷却）接口 6

1-10 ESC模拟流程图 7

1-9 什么是I-DEAS ESC？ 7

1-12使用鼠标选取实体 8

1-11启动I-DEAS 8

1-14通用图标 9

1-13选择图标或图标菜单 9

1-15使用表格（forms） 10

1-17利用截面创建一个立体实体 11

1-16借助动态导航器创建几何图形 11

1-19使用功能键实现动态显示 12

1-18使用不同的视角模式 12

1-21组织你的工作 13

1-20使用选择过滤器（Selection Filter） 13

1-23使用指导（Tutorials）来学习I-DEAS 14

1-22获取帮助，先 14

1-24在线指导：快速提示 15

2-3基本零件设计概览 16

2-2一些定义 16

第二章 零件设计基础 16

2-1概述 16

2-5使用工作平面（workplane） 17

2-4为什么要创建零件？ 17

2-6使用三步造型法（Three-Step Modeling Process） 18

2-8使用动态导航器（Dynamic Navigator）帮助绘图 19

2-7画草图和标尺寸 19

2-10动态导航器控制 20

2-9控制几何约束 20

2-12添加约束 21

2-11创建变量约束系统 21

2-14修改尺寸 22

2-13使用动态尺寸定义 22

2-16拉伸截面 23

2-15在一定位置上绘图 23

2-18显示选择对象的规则 24

2-17零件命名和编号 24

2-20使用区域选项 25

2-19使用选择过滤器（Selection Filter） 25

2-22预先选择（Pre-selection） 26

2-21修改尺寸的外观 26

2-24在线指导：画草图和加约束 27

2-23重新选择 27

2-25在线指导：拉伸和旋转特征 28

3-3有限元是什么？ 29

3-2使用有限元分析法（Finite Element Analysis） 29

第三章 网格划分简介 29

3-1 概述 29

3-6有限差分的公式 30

3-5控制体方法 30

3-4离散区域 30

3-8单元类型 31

3-7创建一个有限元模型（FE model） 31

3-10材料类型 32

3-9指定零件的材料 32

3-12快速创建（Quick Create）材料 33

3-11定义材料性质 33

3-14创建物理性质表 34

3-13物理性质表（Physical Property Tables） 34

3-16自由网格划分（FreeMeshing）概览 35

3-15修改物理性质 35

3-19网格划分预览 36

3-18自由划分表面网格 36

3-17创建自由网格（Free Mesh） 36

3-21创建、显示组 37

3-20什么是“组”？ 37

3-23选择组 38

3-22在“Group Form”（组表）中对组进行操作 38

3-24根据需要选取单元 39

4-2后处理一般流程 40

4-1概述 40

第四章 后处理简介 40

4-4选择数据结果 41

4-3加载结果 41

4-6对所需单元进行后处理 42

4-5用等温线评估结果 42

4-8TMG结果数据集 43

4-7创建显示模板 43

4-10创建结果显示图 44

4-9使用I-DEAS观察器显示结果 44

4-12选择结果 45

4-11显示设置 45

4-14形变和无形变选项 46

4-13色条 46

4-16显示模式 47

4-15等值线、单元和箭头显示 47

4-18 ISO 光标显示 48

4-17剖面的定义 48

4-19结果的动画显示 49

4-21打印结果 50

4-20显示预设选项 50

5-2调整和拖动 52

5-1概述 52

第五章 创建零件 52

5-4使用拉伸（Extrude）选项 53

5-3查看自由图形 53

5-6选择旋转选项 54

5-5旋转零件 54

5-8引入相关性 55

5-7构造零件 55

5-10倒棱角 56

5-9创建相关性 56

5-12创建零件阵列 57

5-11使用零件目录 57

5-14创建圆形阵列 58

5-13创建矩形阵列 58

5-16增加参考平面 59

5-15具有可变参数的阵列 59

6-2修改尺寸 60

6-1概述 60

第六章 零件修改与管理 60

6-4修改零件／特征的截面 61

6-3修改特征参数 61

6-6重现逐步更新过程 62

6-5删除特征 62

6-8什么是历史树 63

6-7更新有限元模型 63

6-10使用历史树表格 64

6-9访问零件的历史树 64

6-11使用存贮和取出命令 65

6-13删除零件 66

6-12为零件命名和编号 66

6-15选择与零件相关的有限元模型 67

6-14复制零件 67

6-16在线指导：修改零件 68

7-3什么是项目？ 69

7-2使用各种数据存贮器 69

第七章 使用I-DEAS零件库和FE Studies 69

7-1概述 69

7-4什么是模型文件？ 70

7-7为何要使用零件库？ 71

7-6模型文件和零件库的区别是什么？ 71

7-5什么是抽屉？ 71

7-8给零件命名并将其保留在工作台上 72

7-10把零件放进库中 73

7-9与组内成员共享零件 73

7-12从库中取出零件 74

7-11Check-in选项 74

7-14FE Studies管理 75

7-13什么是FE Study（有限元研究）？ 75

7-16替换整个模型中的性质 76

7-15替换材料属性和物理性质 76

7-17替换模型的部分性质 77

7-20当前FE Study 设置 78

7-19使用FE Studies 78

7-18检查当前FE Study的性质 78

7-21 FE Studies的优选项 79

7-22选择结果 80

8-1概述 81

第八章 为有限元模型准备零件 81

8-3抑制特征 82

8-2为有限元模型准备零件过程概览 82

8-5修整表面 83

8-4创建表面 83

8-7缝补表面 84

8-6检查表面的自由边 84

8-9用Extrude（拉伸）命令为零件分区 85

8-8零件分区 85

8-11轴对称线框模型 86

8-10轴对称模型 86

8-12把线框附着在零件上 87

9-2权衡模型规模和求解时间 88

9-1概述 88

第九章 网格划分 88

9-4指定局部单元的尺寸 89

9-3用自由网格划分实体单元 89

9-6手动网格划分和自由网格划分 90

9-5单元信息 90

9-8在表面上定义手动网格划分 91

9-7使用手动网格划分 91

9-10在实体中定义手动网格划分 92

9-9在多于四个边的面上进行手动网格划分 92

9-12对具有N个面的实体用砖形单元进行网格划分 93

9-11为实体设置手动网格划分的选项 93

9-14使用梁单元网格 94

9-13删除网格 94

9-16用自由网格划分定义梁单元 95

9-15创建梁截面 95

9-18生成梁单元 96

9-17定义梁截面 96

10-1概述 97

第十章 网格质量检查 97

10-3壳单元网格的质量检查 98

10-2质量检查概览 98

10-5检查变形和拉伸的四边形壳单元 99

10-4检查变形和拉伸 99

10-6检查扭曲 100

10-8检查重合单元 101

10-7检查重合节点 101

10-10检查单元法线的一致性 102

10-9检查单元的自由边 102

10-12“门铰链”（Hinge door）单元 103

10-11检查变形和拉伸的四面体和砖形单元 103

11-2其他建模技术概述 104

11-1概述 104

第十一章 高级网格划分 104

11-4修改单元属性 105

11-3拉伸生成单元 105

11-6修改单元的物理性质 106

11-5修改网格划分定义 106

11-8随温度变化的材料属性 107

11-7修改单元的材料属性 107

11-10定义正交各向异性材料 108

11-9正交各向异性材料 108

11-12表面的辐射性质 109

11-11正交各向异性材料矢量 109

11-14将两个FE模型合成 110

11-13单元显示选项 110

11-16壳单元的边覆盖 111

11-15实体单元的表面覆盖 111

12-2显示设置 112

12-1概述 112

第十二章 后处理 112

12-4单元显示（Displaying Elements） 113

12-3设置计算范围 113

12-6利用探针（Probe）显示模型中特定点的结果 114

12-5设置数据范围 114

12-8结果的动画显示（Animating Results） 115

12-7数据评估 115

12-10结果的曲线图 116

12-9显示箭头图 116

12-12创建图形文件 117

12-11选择要画曲线图的实体 117

12-13使用多重窗口 118

13-2TMG任务栏 121

13-1概述 121

TMG热分析篇 121

第十三章 I-DEASTMG简介 121

13-4实体管理 122

13-3TMG实体简介 122

13-6导热建模 123

13-5单元选择 123

13-8使用几何体组 124

13-7为边界条件创建单元 124

13-10单元的热负荷 125

13-9温度边界条件 125

13-11单元热流密度 126

13-13对流边界条件 127

13-12创建因变量边界条件 127

13-15模型的求解 128

13-14辐射边界条件 128

13-17阅读模型的总结 129

13-16检查结果 129

14-3使用热耦合 130

14-2什么是热耦合 130

第十四章 热耦合 130

14-1概述 130

14-5理解热耦合：主单元的选择 131

14-4理解热耦合 131

14-8理解热耦合：网格尺寸 132

14-7理解热耦合：消除板内假导热 132

14-6理解热耦合：特殊形状 132

14-10热耦合的单元类型 133

14-9创建热耦合 133

14-12热耦合的性质 134

14-11热耦合类型 134

14-15使用非几何单元 135

14-14创建非几何单元 135

14-13非几何单元 135

14-18热耦合举例2：电路板插槽 136

14-17热耦合举例1：粘接连结 136

14-16特殊的非几何单元 136

14-19热耦合举例3：螺栓接口 137

14-20热耦合举例4：蜂窝板上的多层辐射隔热（Multilayer Insulation-MLI） 138

15-3两种导热计算方法 139

15-2热网络 139

第十五章 导热建模 139

15-1概述 139

15-5用CG法计算的温度结果 140

15-4单元CG导热法 140

15-9单元中心导热计算方法 141

15-8 Element CG法的缺点 141

15-6 Element CG（单元重心）法的优点 141

15-7 Element CG和单元变形 141

15-12如何转到单元中心法 142

15-11单元中心法的缺点 142

15-10单元中心法的优点 142

15-14多层壳单元 143

15-13用单元中心法对变物性建模 143

16-3模拟设置 145

16-2TMG求解器概览 145

第十六章 使用求解器 145

16-1概述 145

16-4稳态分析的参数设置 146

16-6瞬态分析的概念 147

16-5使用稳态分析 147

16-8使用瞬态分析参数 148

16-7瞬态分析的参数设置 148

16-10周期性收敛 149

16-9瞬态积分控制方法 149

16-12Jacobi求解器选项 150

16-11求解方法 150

16-14流动选项 151

16-13求解器高级选项 151

16-16创建初始温度 152

16-15初始条件 152

16-18确定RCMIN的技巧 153

16-17利用再运行控制 153

17-3验证你的结果 155

17-2结果的数据类型选项 155

第十七章 结果 155

17-1概述 155

17-5创建打印选项 156

17-4打印选项 156

18-3辐射建模 158

18-2辐射的一般流程 158

第十八章 辐射 158

18-1概述 158

18-5理解黑体视角系数 159

18-4辐射理论简介 159

18-8视角系数的和 160

18-7单元子划分 160

18-6阴影检测 160

18-10固定子划分（Fixed Subdivision） 161

18-9误差判据 161

18-12澳本海姆（Oppenheim）辐射算法 162

18-11辐射传热 162

18-13哥布哈特（Gebhardt）方法 163

18-16创建辐射请求表 164

18-15封闭腔体 164

18-14创建辐射模型 164

18-17辐射请求类型 165

18-19封闭空间 166

18-18封闭腔体辐射请求 166

18-21理解逆侧 167

18-20创建单元逆侧 167

18-23单元辐射开关 168

18-22改变辐射侧 168

18-24阴影检测的技巧 169

19-4创建辐射热源 170

19-3辐射加热的概念 170

第十九章 辐射加热 170

19-1辐射加热（Radiative Heating） 170

19-2建立辐射加热模型 170

19-6创建全日太阳能加热（Diurnal SolarHeating） 171

19-5太阳能加热的概念 171

19-8定义其他的作用 172

19-7定义太阳能辐射密度（SolarFlux） 172

19-10定义固定的太阳位置 173

19-9确定模型的朝向 173

19-12光线跟踪（Ray-tracing） 174

19-11定义变化的太阳矢量 174

19-14记住 175

19-13在辐射计算中取消单元 175

20-3参考矢量 176

20-2轨道加热的概念 176

第二十章 人造卫星及轨道分析 176

20-1概述 176

20-4轨道术语 177

20-5创建轨道（Creating an orbit） 178

20-8行星和太阳的特征 179

20-7轨道类型定义 179

20-6轨道类型选择 179

20-9轨道参数（Orbit Parameters） 180

20-11旋转和自旋的人造卫星 181

20-10人造卫星的姿势 181

20-13轨道显示 182

20-12计算位置 182

20-17联接（Articulation）的定义 183

20-16对机械运动效果建模 183

20-14轨道激活 183

20-15 Orbit/AttitudeModeling（轨道／姿势建模）分析细节 183

20-18联接（Articulation）参数 184

21-2管道流动一般流程 185

21-1概述 185

第二十一章 管道流动网络 185

21-5创建梁截面 186

21-4创建曲线模拟管道流动 186

21-3理解管道流动 186

21-7风扇／泵（Fan/Pump）实体 187

21-6为管道网络创建梁单元网格 187

21-9管道性质 188

21-8进／出口实体 188

21-10压头损失处理（Head Loss Override） 189

21-13锥形流道（Taper Across Branch） 190

21-12流动截面取代（Flow Section Override） 190

21-11管道摩擦 190

21-14对边界层影响因素的建模 191

22-2流体网络一般流程 192

22-1概述 192

第二十二章 对流 192

22-5受迫对流 193

22-4管道单元 193

22-3流体网络基础 193

22-7受迫对流耦合细节 194

22-6创建受迫对流耦合 194

22-10自然对流细节 195

22-9创建自然对流耦合 195

22-8自然对流 195

22-12选择流动模型的结果 196

22-11环境条件 196

22-15封闭循环建模技巧 197

22-14检查流动模型的结果 197

22-13流动模型求解选项 197

22-16多种流体建模技巧 198

23-2使用边界条件任务 199

23-1 概述 199

第二十三章 I-DEAS边界条件任务：数据边和数据面 199

23-4边界条件任务与TMG边界条件 200

23-3传热边界条件概览 200

23-6传热边界条件表 201

23-5传热边界条件的定义 201

23-7创建基于几何图形的边界条件 202

23-10创建边界条件集 203

23-9创建其他边界条件 203

23-8创建辐射边界条件 203

23-11理解边界条件集 204

23-14数据实体的图形显示 205

23-13什么是数据实体 205

23-12使用边界条件集 205

23-15用函数创建数据边 206

23-17用函数定义数据面 207

23-16用数据边创建随位置变化的边负荷 207

23-19用结果集创建数据面 208

23-18用函数创建数据面 208

23-22修改数据边 209

23-21按比例绘制负荷草图 209

23-20用数据面定义面上的变量负荷 209

23-24在线指南：使用数据边和数据面 210

23-23修改数据面 210

23-25节省时间的特殊技巧 211

24-2 ESC任务栏 215

24-1 概述 215

电子系统冷却（ESC）篇 215

第二十四章 I-DEAS ESC简介 215

24-3 ESC边界条件概览 216

24-5流动边界条件网格划分 217

24-4定义边界条件 217

24-6 ESC实体管理 218

25-3流动表面（Flow Surfaces） 219

25-2流体流动与导热／辐射建模 219

第二十五章 流动建模 219

25-1概述 219

25-5为流动表面定义表面性质 220

25-4使用流动表面（Flow Surfaces）对对流换热建模 220

25-6理解表面对流性质 221

25-8流动表面举例1：PC主板 222

25-7创建流动表面 222

25-10流动表面举例3：旋转和平移壁面 223

25-9流动表面举例2：实体零件的对流 223

25-12流体网格的尺寸 224

25-11为流体流动创建网格 224

25-14流动表面附近的网格划分 225

25-13壳单元网格与流体网格的匹配 225

25-16流体区域的网格划分技术 226

25-15非平面流动表面 226

25-17自由网格划分概览 227

25-18手动网格划分概览 228

25-20联接流体网格 229

25-19投影和拉伸网格划分概览 229

25-21节约时间的特殊技巧 230

26-2创建外部风扇和通风孔 231

26-1概述 231

第二十六章 流体流动边界条件 231

26-4创建循环风扇 232

26-3创建内部风扇 232

26-6通风孔的百叶窗效应 233

26-5风扇的百叶窗和漩涡效应 233

26-8在风扇目录中选择风扇 234

26-7风扇和通风孔上的其他边界条件 234

26-10用风扇曲线作边界条件 235

26-9定义风扇曲线 235

26-12创建流动的体积障碍物 236

26-11对内部屏障建模 236

26-14对称建模 237

26-13在流动障碍物周围的流体网格 237

26-16模拟自然对流 238

26-15设置环境条件 238

27-3用3D单元对立体零件建模 240

27-2为模拟导热创建网格 240

第二十七章 热模型 240

27-1概述 240

27-5导热网格划分技巧 241

27-4用2D和1D单元对零件建模 241

27-7使用表面覆盖创建热边界条件 242

27-6创建热边界条件 242

27-9理解热耦合 243

27-8外壳传热 243

27-11创建热耦合 245

27-10理解热耦合：主单元的选择 245

27-13热耦合举例1：PC板上的组件 246

27-12使用热耦合联接表面和边 246

27-14热耦合举例2：组件模型 247

27-15热耦合举例3：螺栓接口 248

28-2结果的类型 249

28-1概述 249

第二十八章 结果后处理 249

28-4节点上的流体数据 250

28-3单元和节点上的热数据 250

28-6显示等值线图 251

28-5守恒方程的流动结果和修正后的流动结果 251

28-8使用探针（probe）显示模型结果 252

28-7设置数据范围 252

28-10显示单元判据图 253

28-9使用探针（probe）显示模型数据 253

28-12设置计算区域（Calculation Domain） 254

28-11理解箭头选项（Arrow Options） 254

28-14显示矢量通路（Vector Paths） 255

28-13使用KeepPrevious（保持原图） 255

28-15创建矢量通路 256

28-16结果的动画显示 257

28-17保存图 257

28-18节约时间的技巧 258

第二十九章 辅助网格划分技术 260

29-1概述 260

29-2辅助建模技术概览 260

29-3建立工作平面（Workplane） 261

29-4创建节点 261

29-5复制节点 262

29-6手动创建单元 262

29-7修改单元属性 263

29-8实体单元的表面覆盖（Surface Coating） 263

29-9定义材料方向性（Material Orientation） 264

第三十章 模型求解 265

30-1概述 265

30-2求解过程概览 266

30-3设置求解器模式选项 266

30-4重新求解 267

30-5在批处理模式下运行求解器 267

30-6设置流动模型选项 268

30-7设置流动求解器选项 269

30-8选择流动求解器的局部或物理时间步长 269

30-9风扇曲线阻尼 270

30-10监视风扇的收敛 271

30-11设置热求解器选项 271

30-12设置耦合收敛选项 272

30-13顺序（Sequential）求解法和并行（Concurrent）求解法 272

30-14求解器高级（Advanced）选项 273

30-15指定运行目录 273

30-16设置初始条件 274

30-17使用求解监视器 274

30-18监视流动求解的收敛 275

30-19监视耦合收敛 275

30-20监视求解状态 276

30-21终止和暂停求解器 277

30-22理解模型总结信息 277

30-23理解流动求解器信息 278

30-24理解热求解器信息 279

30-25理解求解总结（Solution Summary） 280

30-26查看信息和收敛图 281

31-1概述 282

31-2湍流建模 282

第三十一章 高级主题 282

31-3FTV湍流模型 283

31-4设置FTV湍流模型的L和V尺度 283

31-5K-E湍流模型 284

31-6为K-E湍流模型选择入口湍流尺度 284

31-7选择自然对流的物理时间步长 285

31-9瞬态分析 286

31-10其他信息来源 286

31-8封闭箱体内的自然对流问题 286

32-2从简单着手 288

32-1概述 288

32-3使用Check Model（检查模型） 288

第三十二章 常见问题及其解决 288

32-4检查单元选项 289

32-5检查网格质量 289

32-6检查单元法线的一致性 290

32-7显示ESC边界条件 290

32-8删除与边界条件相关联的单元 291

32-9检查流动表面周围的网格 292

32-10创建处理过的流动模型 293

32-11注意非物理情况的出现 294

32-12检查质量、动量和能量守恒 295

33-1概述 299

第三十三章 热建模理论 299

33-2用于热分析的有限差分法 299

理论篇 299

33-4热耦合 300

33-5热求解器和流动求解器的耦合 300

33-3热传导和热容 300

34-1概述 302

34-2控制方程 302

第三十四章 流动建模理论 302

34-3离散化 303

34-4自然对流 304

34-5线性方程求解 304

34-6理解风扇曲线 305

参考文献 307