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