序

前言

本書使用說明

緒論有限元簡介1

0.1SOLIDWORKS Simulation概述1

0.2有限元分析概述1

0.3建立數(shù)學模型2

0.4建立有限元模型3

0.5求解有限元模型3

0.6結果分析4

0.7FEA中的誤差4

0.8有限單元4

0.8.1SOLIDWORKS Simulation中的單元類型4

0.8.2在實體和殼單元中選擇7

0.8.3實體及殼單元中的草稿品質與高品質7

0.9自由度7

0.10FEA計算7

0.11FEA結果解釋 8

0.12測量單位9

0.13SOLIDWORKS Simulation的使用限制9

0.14總結10

1章分析流程11

1.1模型分析的關鍵步驟11

1.2實例分析：平板的應力分析11

1.3項目描述11

1.4SOLIDWORKS Simulation的界面12

1.5SOLIDWORKS Simulation選項14

1.6預處理16

1.6.1新建算例16

1.6.2約束18

1.6.3外部載荷19

1.6.4符號的大小及顏色21

1.6.5預處理總結21

1.7劃分網(wǎng)格22

1.7.1標準網(wǎng)格23

1.7.2基于曲率的網(wǎng)格23

1.7.3基于混合曲率的網(wǎng)格23

1.7.4網(wǎng)格密度23

1.7.5網(wǎng)格大小23

1.7.6圓中小單元數(shù)23

1.7.7比率23

1.7.8網(wǎng)格質量25

1.8后處理26

1.8.1結果圖解26

1.8.2編輯圖解26

1.8.3波節(jié)應力與單元應力27

1.8.4顯示向量圖解選項27

1.8.5修改結果圖解28

1.8.6其他圖解29

1.9多個算例35

1.9.1創(chuàng)建新的算例35

1.9.2復制參數(shù)35

1.9.3檢查收斂與精度37

1.9.4結果總結38

1.9.5與解析解比較38

1.10報告39

1.11總結40

1.12提問40

練習1-1支架41

練習1-2壓縮彈簧剛度47

練習1-3容器把手49

2章網(wǎng)格控制、應力集中與邊界條件51

2.1網(wǎng)格控制51

2.2實例分析：L形支架51

2.3不帶圓角的支架分析52

2.3.1運行所有算例53

2.3.2局部網(wǎng)格精細化分析54

2.3.3網(wǎng)格控制54

2.3.4結果比較57

2.3.5應力奇異性58

2.3.6應力峰值點58

2.4帶圓角的支架分析59

2.4.1壓縮配置59

2.4.2自動過渡60

2.5實例分析：焊接支架64

2.6理解邊界條件的影響64

2.7總結65

2.8提問65

練習2-1C形支架66

練習2-2骨形扳手71

3章帶接觸的裝配體分析75

3.1接觸縫隙分析75

3.2實例分析：虎鉗75

3.3使用全局接觸的虎鉗分析76

3.3.1零部件接觸77

3.3.2觀察裝配體結果80

3.3.3手柄接觸81

3.3.4所需的力82

3.4使用局部接觸的虎鉗分析82

3.4.1局部接觸82

3.4.2局部接觸類型83

3.4.3無穿透局部接觸條件84

3.4.4接觸應力87

3.5總結87

3.6提問87

練習3-1雙環(huán)裝配體88

4章對稱和自平衡裝配體93

4.1冷縮配合零件93

4.2實例分析：冷縮配合93

4.2.1項目描述93

4.2.2對稱93

4.2.3關鍵步驟93

4.2.4特征消隱94

4.2.5剛體模式95

4.2.6冷縮配合接觸條件96

4.2.7在局部坐標系中圖解顯示結果97

4.2.8定義圓柱坐標系97

4.2.9保存所有圖解100

4.2.10“什么錯”特征101

4.3帶軟彈簧的分析101

4.3.1軟彈簧101

4.3.2慣性釋放101

4.4總結102

5章帶接頭的裝配體分析及網(wǎng)格細化103

5.1連接零部件103

5.2接頭103

5.3實例分析：萬向節(jié)104

5.4項目描述105

5.5一部分：使用草稿品質的粗糙網(wǎng)格進行分析105

5.5.1遠程載荷106

5.5.2螺栓的緊密配合109

5.5.3螺栓預載109

5.5.4局部相觸面組112

5.5.5旋轉和軸向剛度115

5.6二部分：使用高品質網(wǎng)格分析119

5.6.1在薄壁特征上需要的實體單元數(shù)量120

5.6.2高寬比例圖解120

5.6.3雅可比122

5.7總結126

練習5-1鏈扣(一部分)126

練習5-2鏈扣(二部分)136

練習5-3升降架裝配體138

練習5-4帶有基座的分析(選做)144

練習5-5點焊——實體網(wǎng)格144

練習5-6螺栓接頭149

6章兼容/不兼容網(wǎng)格153

6.1兼容/不兼容網(wǎng)格劃分：接合接觸153

6.2實例分析：轉子153

6.2.1項目描述153

6.2.2兼容網(wǎng)格153

6.2.3不兼容網(wǎng)格156

6.2.4不兼容接合選項157

6.2.5周期性對稱160

6.2.6討論161

6.3總結162

練習手鉗162

7章薄件分析172

7.1薄件172

7.2實例分析:帶輪172

7.3一部分：采用實體單元劃分網(wǎng)格173

7.4二部分：細化實體網(wǎng)格175

7.5實體與殼單元的比較176

7.6三部分：殼單元——中面曲面177

7.6.1細殼與粗殼的比較178

7.6.2殼網(wǎng)格顏色179

7.6.3更改網(wǎng)格方向180

7.6.4殼單元對齊180

7.6.5自動重新對齊殼曲面181

7.6.6應用對稱約束183

7.6.7變形結果186

7.7結果比較187

7.8實例分析：擱柵吊件187

7.9總結192

7.10提問193

練習7-1支架193

練習7-2使用外側/內側表面的殼網(wǎng)格197

練習7-3邊焊縫接頭200

練習7-4容器把手焊縫205

8章混合網(wǎng)格——殼體和實體207

8.1混合網(wǎng)格207

8.1.1接合殼體和實體網(wǎng)格208

8.1.2混合網(wǎng)格支持的分析類型208

8.2實例分析：壓力容器208

8.2.1項目描述208

8.2.2分析裝配體208

8.2.3模型準備209

8.2.4材料211

8.2.5體積模量和切變模量213

8.2.6連接有間隙實體213

8.2.7失敗診斷216

8.2.8小特征網(wǎng)格劃分216

8.3總結220

8.4提問220

練習混合網(wǎng)格分析220

9章梁單元——傳送架分析226

9.1項目描述226

9.1.1單元選擇226

9.1.2梁單元226

9.1.3連接及斷開的接點228

9.1.4橫梁接點位置229

9.1.5橫梁接點類型229

9.1.6渲染橫梁輪廓231

9.1.7橫截面的一方向及二方向232

9.1.8彎矩和剪力圖表234

9.2總結237

9.3提問237

10章混合網(wǎng)格——實體、梁和殼單元238

10.1混合劃分網(wǎng)格238

10.2實例分析：顆粒分離器238

10.2.1項目描述238

10.2.2關鍵步驟238

練習10-1柜子247

練習10-2框架結構剛度253

11章設計情形254

11.1設計算例254

11.2實例分析：懸架設計254

11.2.1項目描述254

11.2.2關鍵步驟254

11.3一部分：多載荷情形255

11.3.1多個設計算例255

11.3.2設計情形結果259

11.4二部分：幾何修改262

11.5總結266

練習矩形平臺266

12章熱應力分析271

12.1熱應力分析簡述271

12.2實例分析：雙層金屬帶271

12.2.1項目描述271

12.2.2材料屬性272

12.2.3輸入溫度276

12.2.4平均應力277

12.2.5提問282

12.3在局部坐標系中檢查結果(選做)282

12.4保存變形后的模型283

12.5總結283

13章自適應網(wǎng)格284

13.1自適應網(wǎng)格概述284

13.2實例分析：懸臂支架284

13.2.1項目描述284

13.2.2幾何體準備285

13.3h-自適應算例287

13.3.1h-自適應選項288

13.3.2h-自適應圖解290

13.3.3收斂圖表290

13.3.4回顧h-自適應求解290

13.3.5應變能誤差并非應力誤差291

13.4p-自適應算例292

13.4.1p-自適應求解方法292

13.4.2h-單元與p-單元的概念293

13.4.3方法比較295

13.5h-單元與p-單元總結295

13.6總結296

14章大位移分析297

14.1小位移與大位移分析的比較297

14.2實例分析：夾鉗297

14.3一部分：小位移線性分析298

14.3.1結果討論299

14.3.2小位移及大位移分析中的接觸結果299

14.4二部分：大位移非線性分析299

14.4.1變形301

14.4.2SOLIDWORKS Simulation Premium301

14.5總結301

14.6提問302

附錄303

附錄A網(wǎng)格劃分與解算器303

附錄B用戶幫助313