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(xué)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(jié)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(shí)體和殼單元中選擇7

0.8.3實(shí)體及殼單元中的草稿品質(zhì)
與高品質(zhì)7

0.9自由度7

0.10FEA計(jì)算7

0.11FEA結(jié)果解釋8

0.12測量單位9

0.13SOLIDWORKS Simulation的使用限制9




第1章分析流程11

1.1模型分析的關(guān)鍵步驟11

1.2實(shí)例分析：平板的應(yīng)力分析11

1.3項(xiàng)目描述11

1.4SOLIDWORKS Simulation的界面12

1.5SOLIDWORKS Simulation選項(xiàng)14

1.6預(yù)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(yù)處理總結(jié)21

1.7劃分網(wǎng)格22

1.7.1標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格22

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圓中最小單元數(shù)23

1.7.7單元大小增長比率23

1.7.8網(wǎng)格質(zhì)量25

1.8后處理26

1.8.1結(jié)果圖解26

1.8.2編輯圖解26

1.8.3波節(jié)應(yīng)力與單元應(yīng)力27

1.8.4顯示為張量圖解選項(xiàng)27

1.8.5修改結(jié)果圖解28

1.8.6其他圖解29

1.9多個(gè)算例35

1.9.1創(chuàng)建新的算例35

1.9.2復(fù)制參數(shù)35

1.9.3檢查收斂與精度37

1.9.4結(jié)果總結(jié)38

1.9.5與解析解比較38

1.10報(bào)告39

1.11總結(jié)40

1.12提問40

練習(xí)1-1支架41

練習(xí)1-2壓縮彈簧剛度47

練習(xí)1-3容器把手49

第2章網(wǎng)格控制、應(yīng)力集中與邊界
條件51

2.1網(wǎng)格控制51

2.2實(shí)例分析：L形支架51

2.3不帶圓角的支架分析52

2.3.1運(yùn)行所有算例53

2.3.2局部網(wǎng)格精細(xì)化分析54

2.3.3網(wǎng)格控制54

2.3.4結(jié)果比較57

2.3.5應(yīng)力奇異性58

2.3.6應(yīng)力峰值點(diǎn)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(shí)例分析：焊接支架64

2.6理解邊界條件的影響64

2.7總結(jié)65

2.8提問65

練習(xí)2-1C形支架66

練習(xí)2-2骨形扳手71

第3章帶接觸的裝配體分析75

3.1接觸縫隙分析75

3.2實(shí)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(jié)果80

3.3.3手柄接觸81

3.4無穿透接觸或接合接觸82

3.5使用局部接觸的虎鉗分析83

3.5.1局部接觸83

3.5.2局部接觸類型84

3.5.3無穿透局部接觸條件85

3.5.4接觸應(yīng)力88

3.6總結(jié)89

3.7提問89

練習(xí)3-1雙環(huán)裝配體90

練習(xí)3-2骨形扳手裝配體分析93

第4章對稱和自平衡裝配體95

4.1冷縮配合零件95

4.2實(shí)例分析：冷縮配合95

4.2.1項(xiàng)目描述95

4.2.2對稱95

4.2.3關(guān)鍵步驟95

4.2.4特征消隱96

4.2.5剛體模式97

4.2.6冷縮配合接觸條件98

4.2.7在局部坐標(biāo)系中圖解顯示結(jié)果99

4.2.8定義圓柱坐標(biāo)系99

4.2.9保存所有圖解102

4.2.10【什么錯(cuò)】命令103

4.3帶軟彈簧的分析103

4.3.1軟彈簧103

4.3.2慣性釋放103

4.4總結(jié)104

第5章帶接頭的裝配體分析
及網(wǎng)格
細(xì)化105

5.1連接零部件105

5.2接頭105

5.3實(shí)例分析：萬向節(jié)106

5.4項(xiàng)目描述107

5.5第一部分：使用草稿品質(zhì)的粗糙網(wǎng)格
進(jìn)行分析107

5.5.1遠(yuǎn)程載荷/質(zhì)量108

5.5.2螺栓的強(qiáng)度數(shù)據(jù)111

5.5.3分布式耦合111

5.5.4螺栓預(yù)載111

5.5.5局部相觸面組114

5.5.6旋轉(zhuǎn)和軸向剛度117

5.6第二部分：使用高品質(zhì)網(wǎng)格進(jìn)行分析121

5.6.1在薄壁特征上需要的實(shí)體單元數(shù)量122


5.6.2高寬比例圖解122

5.6.3雅可比123

5.7總結(jié)126

練習(xí)5-1鏈扣（第一部分）127

練習(xí)5-2鏈扣（第二部分）135

練習(xí)5-3升降架裝配體138


練習(xí)5-4帶有基座的分析（選做）143

練習(xí)5-5點(diǎn)焊——實(shí)體網(wǎng)格143

練習(xí)5-6螺栓接頭149






第6章兼容/不兼容網(wǎng)格152

6.1兼容/不兼容網(wǎng)格劃分：接合接觸152

6.2實(shí)例分析：轉(zhuǎn)子152

6.2.1項(xiàng)目描述152

6.2.2離心力152

6.2.3循環(huán)對稱154

6.2.4兼容網(wǎng)格155

6.2.5不兼容網(wǎng)格157

6.2.6討論160

6.3總結(jié)160

練習(xí)手鉗160

第7章薄件分析170

7.1薄件170

7.2實(shí)例分析：帶輪170

7.3第一部分：采用實(shí)體單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格171

7.4第二部分：細(xì)化實(shí)體網(wǎng)格173

7.5實(shí)體與殼單元的比較174

7.6第三部分：殼單元——中面曲面175

7.6.1薄殼與粗厚殼的比較176

7.6.2殼網(wǎng)格顏色177

7.6.3更改網(wǎng)格方向178

7.6.4殼單元對齊178

7.6.5自動重新對齊殼曲面179

7.6.6應(yīng)用對稱約束181

7.7結(jié)果比較184

7.8實(shí)例分析：擱柵吊件185

7.9總結(jié)190

7.10提問190

練習(xí)7-1支架191

練習(xí)7-2使用外側(cè)/內(nèi)側(cè)表面的殼網(wǎng)格194

練習(xí)7-3邊焊縫接頭197

練習(xí)7-4容器把手焊縫203

第8章混合網(wǎng)格——?dú)んw和實(shí)體204

8.1混合網(wǎng)格204

8.1.1接合殼體和實(shí)體網(wǎng)格205

8.1.2混合網(wǎng)格支持的分析類型205

8.2實(shí)例分析：壓力容器205

8.2.1項(xiàng)目描述205

8.2.2分析裝配體205

8.2.3模型準(zhǔn)備206

8.2.4材料208

8.2.5體積模量和切變模量209

8.2.6連接有間隙實(shí)體210

8.2.7失敗診斷213

8.2.8小特征網(wǎng)格劃分213

8.3總結(jié)216

8.4提問216

練習(xí)混合網(wǎng)格分析216

第9章梁單元——傳送架分析222

9.1項(xiàng)目描述222

9.1.1單元選擇222

9.1.2梁單元222

9.1.3連接及斷開的接點(diǎn)224

9.1.4橫梁接點(diǎn)位置225

9.1.5橫梁接點(diǎn)類型225

9.1.6渲染橫梁輪廓227

9.1.7橫截面的第一方向及第二方向228

9.1.8彎矩和剪力圖表230

9.2總結(jié)232

9.3提問232

第10章混合網(wǎng)格——實(shí)體、梁和殼
單元233

10.1混合劃分網(wǎng)格233

10.2實(shí)例分析：顆粒分離器233

10.2.1項(xiàng)目描述233

10.2.2關(guān)鍵步驟233

練習(xí)10-1柜子241

練習(xí)10-2框架結(jié)構(gòu)剛度247

第11章設(shè)計(jì)情形248

11.1設(shè)計(jì)算例248

11.2實(shí)例分析：懸架設(shè)計(jì)248

11.2.1項(xiàng)目描述248

11.2.2關(guān)鍵步驟248

11.3第一部分：多載荷情形249

11.3.1多個(gè)設(shè)計(jì)算例249

11.3.2設(shè)計(jì)情形結(jié)果253

11.4第二部分：幾何修改256

11.5總結(jié)260

練習(xí)矩形平臺260

第12章熱應(yīng)力分析265

12.1熱應(yīng)力分析簡述265

12.2實(shí)例分析：雙層金屬帶265

12.2.1項(xiàng)目描述265

12.2.2材料屬性266

12.2.3輸入溫度270

12.3保存變形后的模型274

12.4總結(jié)275

第13章自適應(yīng)網(wǎng)格276

13.1自適應(yīng)網(wǎng)格概述276

13.2實(shí)例分析：懸臂支架276

13.2.1項(xiàng)目描述276

13.2.2幾何體準(zhǔn)備277

13.3h-自適應(yīng)算例279

13.3.1h-自適應(yīng)選項(xiàng)280

13.3.2h-自適應(yīng)圖解282

13.3.3收斂圖表282

13.3.4回顧h-自適應(yīng)求解282

13.3.5應(yīng)變能誤差283

13.4p-自適應(yīng)算例284

13.4.1p-自適應(yīng)求解方法284

13.4.2h-單元與p-單元的概念285

13.4.3方法比較286

13.5h-單元與p-單元總結(jié)287

13.6總結(jié)287

第14章大位移分析288

14.1小位移與大位移分析的比較288

14.2實(shí)例分析：夾鉗288

14.3第一部分：小位移線性分析289

14.3.1結(jié)果討論290

14.3.2小位移及大位移分析中的接觸
結(jié)果290

14.4第二部分：大位移非線性分析290

14.4.1永久變形292

14.4.2SOLIDWORKS Simulation Premium292

14.5總結(jié)292

14.6提問293

附錄294

附錄A網(wǎng)格劃分與解算器294

附錄B用戶幫助304