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 7
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 20
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 23
1.6.1 基于曲率的网格 23
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 节点应力与单元应力 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 60
2.6 理解边界条件的影响 61
2.7 总结 62
2.8 提问 62
练习2-1 C形支架 62
练习2-2 骨形扳手 68
练习2-3 基座支架 72
第3章 带接触的装配体分析 79
3.1 接触缝隙分析 79
3.2 实例分析：虎钳 79
3.3 使用全局接触的虎钳分析 80
3.3.1 为装配体指定材料 80
3.3.2 零部件接触 81
3.3.3 观察装配体结果 84
3.3.4 手柄接触 84
3.3.5 所需的力 85
3.4 使用局部接触的虎钳分析 85
3.4.1 局部接触 85
3.4.2 局部接触类型 86
3.4.3 无穿透局部接触条件 87
3.4.4 接触应力 89
3.5 总结 89
3.6 提问 89
练习 双环装配体 89
第4章 对称和自平衡装配体 93
4.1 冷缩配合零件 93
4.2 实例分析：冷缩配合 93
4.2.1 项目描述 93
4.2.2 对称 93
4.2.3 关键步骤 94
4.2.4 特征消隐 94
4.2.5 刚体模式 95
4.2.6 冷缩配合接触条件 96
4.2.7 在局部坐标系中图解显示结果 97
4.2.8 定义圆柱坐标系 97
4.2.9 保存所有图解 99
4.2.10 “什么错”特征 99
4.3 带软弹簧的分析 100
4.3.1 软弹簧 100
4.3.2 惯性卸除 100
4.4 总结 101
练习4-1 链扣（第一部分） 101
练习4-2 链扣（第二部分） 112
第5章 带接头的装配体分析 115
5.1 连接零部件 115
5.2 接头 115
5.3 实例分析：手钳 116
5.3.1 项目描述 116
5.3.2 关键步骤 117
5.3.3 销钉接头 118
5.3.4 弹簧接头 120
5.3.5 销钉／螺栓力 123
5.4 总结 124
练习5-1 升降架装配体 125
练习5-2 带有基座的分析（选做） 130
练习5-3 吸振器 130
练习5-4 点焊——实体网格 133
第6章 兼容／不兼容网格 139
6.1 兼容／不兼容网格划分：接合接触 139
6.2 实例分析：转子 139
6.2.1 项目描述 139
6.2.2 兼容网格 140
6.2.3 不兼容网格 141
6.2.4 不兼容接合选项 143
6.3 总结 145
第7章 网格细化后的装配体分析 146
7.1 装配体中的网格控制 146
7.2 实例分析：万向节 146
7.3 项目描述 146
7.4 第一部分：使用草稿品质的粗糙网格进行分析 147
7.4.1 远程载荷 148
7.4.2 螺栓的紧密配合 150
7.4.3 螺栓预载 150
7.4.4 局部相触面组 153
7.4.5 旋转和轴向刚度 156
7.4.6 知识库 157
7.5 第二部分：使用高品质网格进行分析 160
7.5.1 在薄壁特征上需要的实体单元数量 161
7.5.2 高宽比例图解 161
7.5.3 雅可比 162
7.6 总结 167
7.7 提问 167
练习7-1 螺栓接头 167
练习7-2 遮阳篷 170
第8章 薄件分析 172
8.1 薄件 172
8.2 实例分析：带轮 172
8.3 第一部分：采用实体单元划分网格 173
8.4 第二部分：细化实体网格 176
8.5 实体与壳单元的比较 176
8.6 第三部分：壳单元——中面曲面 177
8.6.1 细壳与粗壳的比较 178
8.6.2 壳网格颜色 179
8.6.3 更改网格方向 180
8.6.4 壳单元对齐 180
8.6.5 自动重新对齐壳曲面 181
8.6.6 应用对称约束 183
8.6.7 变形结果 185
8.7 结果比较 185
8.8 实例分析：搁栅吊件 186
8.9 总结 190
8.10 提问 190
练习8-1 支架 191
练习8-2 使用外侧／内侧表面的壳网格 194
练习8-3 点焊——壳网格 197
练习8-4 边焊缝接头 197
练习8-5 容器把手焊缝 202
第9章 混合网格——壳体和实体 204
9.1 混合网格 204
9.1.1 接合壳体和实体网格 205
9.1.2 混合网格支持的分析类型 205
9.2 实例分析：压力容器 205
9.2.1 项目描述 205
9.2.2 分析装配体 205
9.2.3 模型准备 206
9.2.4 材料 207
9.2.5 体积模量和切变模量 208
9.2.6 连接有间隙实体 209
9.2.7 失败诊断 212
9.2.8 小特征网格划分 212
9.3 总结 216
9.4 提问 216
练习 混合网格分析 216
第10章 混合网格——实体、梁和壳单元 223
10.1 混合划分网格 223
10.2 实例讨论：颗粒分离器 223
10.2.1 项目描述 223
10.2.2 单元选择 223
10.2.3 梁单元 223
10.2.4 关键步骤 224
10.2.5 横梁接点：位置 226
10.2.6 横梁接点类型 226
10.2.7 连接及断开的接点 227
10.2.8 横截面的第一方向及第二方向 233
10.2.9 弯矩和剪力图表 234
10.3 总结 235
练习10-1 传送架 235
练习10-2 柜子 242
练习10-3 框架结构刚度 249
第11章 设计情形 250
11.1 设计算例 250
11.2 实例分析：悬架设计 250
11.2.1 项目描述 250
11.2.2 关键步骤 250
11.3 第一部分：多载荷情形 251
11.3.1 多个设计算例 252
11.3.2 设计情形结果 256
11.4 第二部分：几何修改 258
11.5 总结 262
练习 矩形平台 262
第12章 热应力分析 268
12.1 热应力分析简述 268
12.2 实例分析：双层金属带 268
12.2.1 项目描述 268
12.2.2 材料属性 269
12.2.3 输入温度 273
12.2.4 平均应力 274
12.2.5 提问 278
12.3 在局部坐标系中检查结果（选做） 278
12.4 保存变形后的模型 279
12.5 总结 280
第13章 自适应网格 281
13.1 自适应网格简述 281
13.2 实例分析：悬臂支架 281
13.2.1 项目描述 282
13.2.2 几何体准备 282
13.3 h-自适应算例 284
13.3.1 h-自适应选项 284
13.3.2 h-自适应图解 286
13.3.3 收敛图表 287
13.3.4 回顾h-自适应求解 287
13.3.5 应变能误差并非应力误差 289
13.4 p-自适应算例 289
13.4.1 p-自适应求解方法 289
13.4.2 h-单元与p-单元 290
13.4.3 方法比较 292
13.5 h-单元与p-单元总结 292
13.6 总结 293
第14章 大位移分析 294
14.1 小位移与大位移分析的比较 294
14.2 实例分析：夹钳 294
14.3 第一部分：小位移线性分析 295
14.3.1 结果讨论 296
14.3.2 小位移及大位移分析中的接触结果 296
14.4 第二部分：大位移非线性分析 296
14.4.1 永久变形 298
14.4.2 SolidWorks Simulation Premium 298
14.5 总结 298
14.6 提问 298
附录 299
附录A 网格划分、解算器 299
附录B 用户帮助 308