《OptiStruct結構分析與工程應用》共28章，主要介紹了OptiStruct的線性分析、非線性分析、頻率響應分析、動力學分析、復合材料分析、疲勞分析、熱傳導分析等功能。線性分析有常用的線性靜力學分析、模態(tài)分析、線性屈曲分析、慣性釋放分析等;非線性分析有材料非線性分析、幾何非線性分析、接觸非線性分析等;疲勞分析有高周、低周、焊接、振動等。全書在簡要講解相關理論的基礎上，較全面地闡述了OptiStruct各結構分析功能模塊的使用方法，并包含豐富的航空航天、汽車等行業(yè)的工程應用實例。
《OptiStruct結構分析與工程應用》可作為機械、汽車、航空航天、船舶、軍工、電子及家電等相關行業(yè)工程技術人員的自學或參考用書，也可作為理工院校相關專業(yè)師生的教學用書。
-- 靜力學 動力學 非線性 疲勞 熱/流體/聲場分析，類型全面，講解詳細。
-- 基礎理論 算法模型 卡片詳解 分析實例，學習路徑清晰全面，輕松入門到進階。
-- 50多個工程實例，詳解分析要點和操作步驟，近700分鐘配套視頻直接掃碼觀看。
-- 全面豐富的基礎知識、分析思路、分析流程，也十分適合輔助學習其他CAE工具書。
Altair（澳汰爾）是一家全球技術公司，在產(chǎn)品開發(fā)、高性能計算和數(shù)據(jù)智能領域提供軟件和云解決方案。自1985年成立以來，Altair一直致力于為企業(yè)的決策者和工程技術人員開發(fā)用于仿真分析、優(yōu)化、信息可視化、流程自動化和云計算的高端技術。
Altair開發(fā)的HyperWorks是較為完整的CAE建模、可視化、有限元分析、結構優(yōu)化和過程自動化等領域的軟件平臺。HyperWorks始終站在技術的前沿，為全球的客戶提供先進的產(chǎn)品解決方案。其中的OptiStruct模塊是面向產(chǎn)品設計、分析和優(yōu)化的有限元分析及優(yōu)化軟件，并擁有全球領先的優(yōu)化技術。
OptiStruct在近幾年得到了突飛猛進的發(fā)展，但是關于OptiStruct的圖書的出版還停留在2013年的《Optistruct & HyperStudy理論基礎與工程應用》一書。該書顯然已不適用于的OptiStruct，為了填補這一空白，Altair又基于近期軟件版本編寫了《OptiStruct及HyperStudy優(yōu)化與工程應用》和《OptiStruct結構分析與工程應用》，分別詳細講解OptiStruct優(yōu)化和OptiStruct結構分析。本書使用的軟件為2020版。
本書內(nèi)容
本書共28章，主要內(nèi)容如下。
第1章介紹了Altair及OptiStruct軟件。
第2章介紹了OptiStruct分析基礎，包括模型文件組成及基本格式、單元類型、材料類型、分析類型及OptiStruct計算提交等。
第3章介紹了結構基礎分析，包括線性靜力學分析、線性屈曲分析、慣性釋放分析等。
第4~11章介紹了線性動力學分析，包括結構動力學基礎、模態(tài)分析、瞬態(tài)響應分析、頻率響應分析、隨機響應分析、響應譜分析、超單元及轉(zhuǎn)子動力學分析。
第12~14章介紹了NVH的相關功能，包括聲固耦合分析、NVH外聲場分析、NVH診斷分析與優(yōu)化。
第15~20章介紹了非線性分析，包括幾何非線性分析、材料非線性分析、接觸非線性分析及高級非線性分析等。
第21~25章介紹了疲勞分析，包括高周疲勞、低周疲勞、焊接疲勞、振動疲勞等的分析。
第26章介紹了高性能計算，包括硬件資源、軟件算法、內(nèi)存管理等。
第27章介紹了結構熱傳導分析，包括瞬態(tài)熱傳導、穩(wěn)態(tài)熱傳導、線性熱傳導及非線性熱傳導等。
第28章介紹了多物理場耦合分析，包括流固耦合、剛柔耦合、熱結構耦合等。
因篇幅所限，第27章和第28章作為電子版，這兩章的主要內(nèi)容見附錄A。
讀者對象
本書內(nèi)容全面翔實，實例豐富，兼具理論參考價值和實踐應用價值，可作為機械、汽車、航空航天、船舶、軍工、電子及家電等相關行業(yè)工程技術人員的自學或參考用書，也可作為理工院校相關專業(yè)師生的教學用書。
如何獲取更多資料
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本書是Altair中國技術支持部門全體技術人員共同努力的成果，尤其感謝湯凱莉、李岳春、熊春明、吳莉潔、鄧銳、王維金、馬越峰、李健、牛華偉（排名不分先后）提供的支持。盡管本書已準備了較長時間，但工作時斷時續(xù)，加上水平有限，不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正，電子郵箱：support@altair.com.cn。
作者為Altair技術團隊成員，具有扎實的CAE理論基礎，一直為國內(nèi)外汽車、航天航空、電子等各種行業(yè)的產(chǎn)品設計提供技術支持與解決方案，具有非常豐富的工程實戰(zhàn)經(jīng)驗，并有豐富的圖書寫作經(jīng)驗。
序
前言
第1章 Altair及OptiStruct軟件介紹
1.1 Altair簡介
1.2 Altair HyperWorks簡介
1.3 OptiStruct發(fā)展歷史
1.4 OptiStruct功能介紹及特點
1.5 OptiStruct主要應用行業(yè)
第2章 OptiStruct分析基礎
2.1 模型文件組成及基本格式
2.1.1 .fem文件組成
2.1.2 .fem文件基本格式
2.2 單元類型
2.2.1 0D單元
2.2.2 1D單元
2.2.3 2D單元
2.2.4 3D單元
2.3 材料類型
2.4 分析類型
2.5 OptiStruct計算提交
2.5.1 HyperMesh界面提交
2.5.2 OptiStruct任務管理器提交
2.5.3 通過腳本提交
2.6 OptiStruct結果文件
第3章 結構基礎分析
3.1 線性靜力學分析基本理論
3.2 線性屈曲分析基本理論
3.3 慣性釋放分析基本理論
3.4 線彈性材料
3.5 常用單元類型
3.5.1 實體單元
3.5.2 殼單元
3.5.3 1D單元
3.5.4連接單元
3.5.5 軸對稱單元
3.5.6 平面應變單元
3.6 約束及載荷
3.6.1 固定約束/強制位移
3.6.2 集中力
3.6.3 壓強
3.6.4 力矩
3.6.5 重力
3.6.6 離心力
3.6.7 LOADADD
3.7 結構分析基礎實例
3.7.1 實例：框架模型線性靜力學分析
3.7.2 實例：飛機艙段結構屈曲分析
3.7.3 實例：汽車轉(zhuǎn)向節(jié)慣性釋放分析
第4章 結構動力學基礎
4.1 自由振動
4.1.1 無阻尼系統(tǒng)
4.1.2 有阻尼系統(tǒng)
4.2 強迫振動
4.2.1 簡諧激勵振動（時域）
4.2.2 簡諧激勵振動（頻域）
4.2.3 一般激勵振動（時域）
4.2.4 一般激勵振動（頻域）
4.3 多自由度系統(tǒng)動力學
4.3.1 動力學方程
4.3.2 邊界條件SPC/SPCD
第5章 模態(tài)分析
5.1 實模態(tài)分析
5.1.1 基本方程
5.1.2 模態(tài)振型及頻率
5.1.3 比例阻尼
5.1.4 結構阻尼
5.1.5 SDAMPING阻尼
5.1.6 剛體模態(tài)
5.1.7 模態(tài)有效質(zhì)量
5.2 特征值解法 EIGRL / EIGRA
5.2.1 蘭索士(Lanczos)法
5.2.2 AMSES模態(tài)求解加速算法
5.3 復模態(tài)分析 EIGC
5.3.1 基本方程
5.3.2 復模態(tài)的基本特性
5.4 分析實例
5.4.1 實例：白車身的模態(tài)分析
5.4.2 實例：制動系統(tǒng)的復模態(tài)分析
5.4.3 實例：車輛聲振耦合復模態(tài)分析
第6章 瞬態(tài)響應分析
6.1 瞬態(tài)激勵的形式
6.1.1 初始條件
6.1.2 瞬態(tài)激勵
6.2 直接法瞬態(tài)響應分析
6.2.1 直接法瞬態(tài)分析方法
6.2.2 直接法阻尼類型
6.3 模態(tài)法瞬態(tài)響應分析
6.3.1 模態(tài)法瞬態(tài)分析方法
6.3.2 模態(tài)截斷
6.3.3 模態(tài)法阻尼類型
6.4 卡片說明
6.4.1 TSTEP卡片
6.4.2 DLOAD卡片
6.4.3 TLOADi卡片
6.4.4 DAREA卡片
6.4.5 SPCD卡片
6.4.6 TABLEDi卡片
6.4.7 TABDMP1卡片
6.4.8 TIC卡片
6.5 輸出控制
6.5.1 SET集合
6.5.2 其他輸出控制
6.6實例：鐵塔的地震激勵響應
第7章 頻率響應分析
7.1 頻域激勵的形式
7.2 直接法頻率響應分析
7.3 模態(tài)法頻率響應分析
7.4 剩余模態(tài)
7.5 阻尼類型及頻變參數(shù)
7.6 卡片說明
7.6.1 RLOADi卡片
7.6.2 FREQi卡片
7.6.3 PBUSHT卡片
7.6.4 MATFi卡片
7.7 輸出控制
7.8 實例：設備支架的偏心載荷響應
第8章 隨機響應分析
8.1 隨機過程及統(tǒng)計
8.1.1 均值及方差
8.1.2 線性疊加性
8.1.3 相關函數(shù)與功率譜
8.2 隨機響應分析
8.3 輸出控制
8.3.1 均方根、自功率譜密度
8.3.2 互功率譜密度
8.4 卡片說明
8.4.1 TABRND1卡片
8.4.2 RANDPS卡片
8.5 實例：電池包的臺架隨機振動
第9章 響應譜分析
9.1 響應譜分析的表達式
9.1.1 基礎沖擊激勵的模態(tài)坐標
9.1.2 峰值響應的近似表達
9.2 響應譜曲線
9.2.1 曲線定義
9.2.2 曲線特征
9.3 峰值響應的組合
9.3.1 模態(tài)組合
9.3.2 正交載荷組合
9.4 卡片說明
9.4.1 DTI,SPECSEL卡片
9.4.2 RSPEC卡片
9.5 實例：建筑物的沖擊響應
第10章 超單元
10.1 基本概念及流程
10.2 模態(tài)綜合法超單元（CMS）
10.2.1 GUYAN縮聚
10.2.2 CBN動態(tài)縮聚
10.2.3 GM動態(tài)縮聚
10.3 動力分析超單元（CDS）
10.4 使用超單元
10.4.1 超單元阻尼形式
10.4.2 超單元輸出格式
10.4.3 超單元加載 ASSIGN/K2GG/…
10.5 卡片說明
10.5.1 SPOINT卡片
10.5.2 ASET / ASET1卡片
10.5.3 BSET / BSET1卡片
10.5.4 CSET / CSET1卡片
10.5.5 CMSMETH卡片
10.5.6 CDSMETH卡片
10.5.7 MODEL卡片
10.5.8 DMIGNAME卡片
10.5.9 DMIGMOD卡片
10.6 實例：聲振耦合超單元應用
第11章 轉(zhuǎn)子動力學分析
11.1 轉(zhuǎn)子動力學基本概念
11.1.1 Jeffcott轉(zhuǎn)子
11.1.2 偏置轉(zhuǎn)子
11.2 轉(zhuǎn)子動力學有限元建模
11.3 轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速分析
11.4 實例：3D實體轉(zhuǎn)子分析
第12章 聲固耦合分析
12.1 聲腔建模
12.1.1 聲腔建模方法
12.1.2 實例：汽車聲腔建模
12.2聲腔模態(tài)分析及實例
12.3 聲固耦合分析
12.3.1 聲固耦合頻響分析基礎理論
12.3.2 ACMODL卡片
12.3.3 結構激勵
12.3.4 聲腔激勵
12.4 吸聲單元
12.4.1 吸聲材料基本性能指標
12.4.2 CAABSF單元
12.4.3 PAABSF卡片
12.4.4 實例：駐波管中的吸聲單元應用
12.5 實例：整車聲固耦合頻響分析
第13章 NVH外聲場分析
13.1 Equivalent Radiate Power（ERP）
13.1.1 ERP基礎理論
13.1.2 ERP分析流程
13.1.3 ERP分析通用卡片設置
13.1.4 實例：消聲器前蓋ERP分析
13.2 Radiated Sound Output Analysis (RADSND)
13.2.1 RADSND基礎理論
13.2.2 RADSND分析流程
13.2.3 RADSND分析通用卡片設置
13.2.4 實例：消聲器前蓋RADSND分析
13.3 無限元方法
13.3.1 無限元分析基礎理論
13.3.2 無限單元及其創(chuàng)建方法
13.3.3 無限元分析指南
13.3.4 無限元分析流程
13.3.5 實例：發(fā)動機缸體輻射噪聲計算
第14章 NVH診斷分析與優(yōu)化
14.1 傳遞路徑貢獻量分析（TPA）
14.1.1 傳遞路徑貢獻量理論基礎
14.1.2 PFPATH卡片
14.1.3 實例：整車模型TPA分析
14.2 模態(tài)貢獻量分析（MPA）
14.2.1 模態(tài)貢獻量理論基礎
14.2.2 PFMODE卡片
14.2.3 實例：發(fā)動機懸置安裝點動剛度分析
14.3 節(jié)點貢獻量分析（GPA）
14.3.1 節(jié)點貢獻量理論基礎
14.3.2 PFGRID卡片
14.3.3 實例：整車模型節(jié)點貢獻量分析
14.4 面板貢獻量分析（PPA）
14.4.1 面板貢獻量理論基礎
14.4.2 PFPANEL卡片
14.4.3 實例：車身面板貢獻量分析
14.5 功率流分析
14.5.1 功率流理論基礎
14.5.2 功率流分析卡片
14.5.3 實例：框架結構功率流分析
14.6 設計靈敏度分析（DSA）
14.6.1 設計靈敏度理論基礎
14.6.2 設計靈敏度分析相關卡片
14.6.3 實例：框架結構設計靈敏度分析
14.7 峰值自動篩選（PEAKOUT）
14.7.1 峰值自動篩選理論基礎
14.7.2 PEAKOUT卡片
14.7.3 PEAKOUT卡片調(diào)用示例
14.8 實例：整車NVH診斷優(yōu)化
第15章 結構非線性靜力學分析基礎
15.1 結構非線性方程及求解方法
15.1.1 牛頓下山法
15.1.2 增量加載
15.1.3 非線性方程收斂準則
15.2 OptiStruct非線性分析通用卡片設置
15.2.1 NLPARM卡片
15.2.2 NLADAPT卡片
15.2.3 NLOUT卡片
15.2.4 PARAM，IMPLOUT，YES/NO卡片
15.2.5 MONITOR卡片
15.3 OptiStruct非線性分析結果文件
15.4 實例：車頂抗雪壓能力分析
第16章 材料非線性分析
16.1 彈塑性材料
16.1.1 彈塑性材料單軸試驗曲線
16.1.2 彈塑性材料本構
16.1.3 彈塑性材料分析結果
16.1.4 彈塑性材料卡片
16.2 超彈性材料
16.2.1 超彈性材料模型
16.2.2 超彈性材料參數(shù)獲取
16.2.3 超彈性材料卡片
16.3 黏彈性材料
16.3.1 蠕變與松弛
16.3.2 基本黏彈性模型
16.3.3 蠕變?nèi)崃颗c松弛模量
16.3.4 積分型本構
16.3.5 OptiStruct黏彈性模型
16.3.6 黏彈性材料卡片
16.4 黏膠材料
16.4.1 不考慮損傷的黏膠模型
16.4.2 考慮損傷的黏膠模型
16.4.3 黏膠材料建模
16.4.4 黏膠材料分析結果
16.4.5 黏膠材料卡片
16.5 墊圈材料
16.6 非線性連接
16.6.1 非線性彈簧
16.6.2 鉸連接
16.7 材料非線性分析實例
16.7.1 實例：車門下垂分析
16.7.2 實例：密封圈受壓自接觸分析
16.7.3 實例：管道蠕變分析
16.7.4 實例：黏膠分析
第17章 幾何非線性分析
17.1 非線性屈曲分析
17.1.1 非線性屈曲基本理論
17.1.2 OptiStruct弧長法中的時間步
17.2 初始缺陷的引入
17.3 依賴于變形的載荷
17.4 卡片說明
17.4.1 幾何非線性的激活
17.4.2 跟隨力的激活
17.4.3 弧長法控制卡片
17.4.4 初始缺陷的引入
17.5 實例：拱形結構屈曲分析
第18章 接觸非線性分析
18.1 接觸離散
18.2 接觸約束的引入
18.2.1 法向接觸剛度
18.2.2 切向接觸剛度
18.3 接觸類型
18.4 其他接觸控制參數(shù)
18.4.1 法向接觸力方向
18.4.2 搜索間距
18.4.3 接觸調(diào)整
18.4.4 接觸間隙
18.4.5 接觸面相對滑移
18.4.6 接觸厚度
18.4.7 接觸穩(wěn)定
18.4.8 接觸友好單元
18.4.9 不分離接觸
18.4.10 自接觸
18.5 接觸分析結果
18.6 接觸卡片
18.7 接觸分析實例
18.7.1 實例：卡扣的插拔
18.7.2 實例：橡膠圈自接觸
第19章 高級結構非線性分析
19.1 連續(xù)工況分析
19.1.1 CNTNLSUB卡片
19.1.2 實例：橡膠圈連續(xù)工況分析
19.2 螺栓預緊分析
19.2.1 螺栓預緊工作原理
19.2.2 螺栓預緊卡片
19.2.3 實例：軸承支座螺栓預緊分析
19.3 接觸及單元的激活與去除
19.3.1 接觸及單元的激活與去除卡片
19.3.2 實例：多個螺栓的激活與去除
19.4 重啟動分析
19.4.1 重啟動卡片
19.4.2 實例：重啟動分析
19.5 非線性分析問題診斷及對策
19.5.1 模型中存在剛體位移
19.5.2 接觸穩(wěn)定
19.5.3 后一個增量步不收斂
19.5.4 接觸沒有完全收斂
19.5.5 塑性變形過大
第20章 非線性隱式動力學分析
20.1 隱式動力學理論基礎
20.1.1 廣義方法
20.1.2 后退的歐拉方法
20.2 非線性瞬態(tài)分析中的阻尼
20.3 連續(xù)工況分析
20.4 隱式動力學卡片設置
20.5 實例：撞擊車身隱式動力學分析
第21章 疲勞分析理論基礎
21.1 疲勞破壞機理
21.2 疲勞分析基本術語
21.3 疲勞破壞影響因素
21.4 疲勞分析方法
21.5 SN疲勞曲線的獲得
21.6 雨流計數(shù)
21.7 疲勞損傷累積
21.8 比例加載與非比例加載
第22章 高周疲勞分析
22.1 SN曲線
22.2 疲勞載荷歷程
22.3 單軸疲勞
22.3.1 單軸疲勞評估方法
22.3.2 平均應力修正
22.3.3 單軸疲勞分析流程
22.4 多軸疲勞
22.4.1 多軸疲勞評估方法
22.4.2 多軸疲勞分析流程
22.5 高周疲勞卡片
22.6 高周疲勞分析實例
22.6.1 實例：副車架單軸疲勞分析
22.6.2 實例：副車架多軸疲勞分析
第23章 低周疲勞分析
23.1 單調(diào)載荷下的應力應變曲線
23.2 循環(huán)載荷下的應力應變曲線
23.3 滯回曲線
23.4 應變疲勞EN曲線
23.5 單軸疲勞分析
23.5.1 Neuber應力修正
23.5.2 平均應力修正
23.6 多軸疲勞分析
23.6.1 非比例硬化
23.6.2 彈塑性應力修正
23.6.3 多軸疲勞評估方法
23.7 低周疲勞卡片
23.8 低周疲勞分析實例
23.8.1 實例：轉(zhuǎn)向節(jié)單軸低周疲勞分析
23.8.2 實例：轉(zhuǎn)向節(jié)多軸低周疲勞分析
第24章 焊接疲勞分析
24.1 焊點疲勞分析
24.1.1 焊點疲勞建模方法
24.1.2 焊點疲勞評估方法
24.1.3 焊點疲勞平均應力修正
24.1.4 焊點疲勞厚度修正
24.1.5 焊點疲勞卡片
24.2 焊縫疲勞分析
24.2.1 焊縫基本術語
24.2.2焊縫疲勞建模方法
24.2.3 焊縫疲勞評估位置
24.2.4 焊縫疲勞評估方法
24.2.5 焊縫疲勞厚度修正
24.2.6 焊縫疲勞平均應力修正
24.2.7 焊縫疲勞卡片
24.3 焊接疲勞分析實例
24.3.1 實例：某零件焊點疲勞分析
24.3.2 實例：車架焊接疲勞分析
第25章 振動疲勞分析
25.1 瞬態(tài)疲勞
25.2 掃頻疲勞
25.2.1 線性掃頻疲勞評估
25.2.2 對數(shù)掃頻疲勞評估
25.2.3 定頻疲勞評估
25.2.4 掃頻疲勞卡片
25.3 隨機振動疲勞
25.3.1 功率譜慣性矩
25.3.2 應力幅值概率密度函數(shù)
25.3.3 總循環(huán)數(shù)
25.3.4 損傷及壽命的計算
25.3.5 隨機振動疲勞卡片
25.4 振動疲勞分析實例
25.4.1 實例：電池包隨機振動疲勞分析
25.4.2 實例：電池包掃頻疲勞分析
第26章 高性能計算
26.1 高性能計算相關術語
26.2 硬件資源
26.3 軟件算法
26.3.1 模態(tài)快速算法
26.3.2 并行算法
26.4 內(nèi)存管理
26.5 HPC實踐
附錄A 電子版資源
A.1 第27章結構熱傳導分析
A.2 第28章多物理場耦合分析
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