SOLIDWORKS Simulation基礎(chǔ)教程（2016版）

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(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3
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6
0.8.3實體及殼單元中的草稿品質(zhì)與高品質(zhì)6
0.9自由度7
0.10FEA計算7
0.11FEA結(jié)果解釋 7
0.12測量單位8
0.13SOLIDWORKS Simulation的使用限制9
0.14總結(jié)10
第1章分析流程11
1.1模型分析的關(guān)鍵步驟11
1.2實例分析：平板11
1.3SOLIDWORKS Simulation的界面12
1.4SOLIDWORKS Simulation選項14
1.5預(yù)處理16
1.5.1新建算例16
1.5.2夾具18
1.5.3外部載荷19
1.5.4符號的大小及顏色21
1.5.5預(yù)處理總結(jié)21
1.6劃分網(wǎng)格22
1.6.1標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格22
1.6.2基于曲率的網(wǎng)格23
1.6.3基于混合曲率的網(wǎng)格23
1.6.4網(wǎng)格密度23
1.6.5網(wǎng)格大小23
1.6.6圓中最小單元數(shù)23
1.6.7比率23
1.6.8網(wǎng)格質(zhì)量24
1.7后處理26
1.7.1結(jié)果圖解26
1.7.2編輯圖解26
1.7.3波節(jié)應(yīng)力與單元應(yīng)力27
1.7.4顯示向量圖解選項27
1.7.5修改結(jié)果圖解27
1.7.6其他圖解29
1.8多個算例35
1.8.1創(chuàng)建新的算例35
1.8.2復(fù)制參數(shù)35
1.8.3檢查收斂與精度37
1.8.4結(jié)果總結(jié)38
1.8.5與解析解比較38
1.9報告39
1.10總結(jié)40
1.11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54
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57
2.4帶圓角的支架分析58
2.4.1壓縮配置58
2.4.2自動過渡59
2.5實例分析：焊接支架62
2.6理解邊界條件的影響63
2.7總結(jié)64
2.8提問64
練習(xí)2.1C形支架64
練習(xí)2.2骨形扳手70
第3章帶接觸的裝配體分析74
3.1接觸縫隙分析74
3.2實例分析：虎鉗74
3.3使用全局接觸的虎鉗分析75
3.3.1零部件接觸76
3.3.2觀察裝配體結(jié)果79
3.3.3手柄接觸80
3.3.4所需的力81
3.4使用局部接觸的虎鉗分析81
3.4.1局部接觸81
3.4.2局部接觸類型81
3.4.3無穿透局部接觸條件83
3.4.4接觸應(yīng)力86
3.5總結(jié)86
3.6提問86
練習(xí)雙環(huán)裝配體87
第4章對稱和自平衡裝配體90
4.1冷縮配合零件90
4.2實例分析：冷縮配合90
4.2.1項目描述90
4.2.2對稱90
4.2.3關(guān)鍵步驟91
4.2.4特征消隱91
4.2.5剛體模式92
4.2.6冷縮配合接觸條件93
4.2.7在局部坐標(biāo)系中圖解顯示結(jié)果94
4.2.8定義圓柱坐標(biāo)系94
4.2.9保存所有圖解97
4.2.10“什么錯”特征98
4.3帶軟彈簧的分析98
4.3.1軟彈簧98
4.3.2慣性卸除98
4.4總結(jié)99
第5章帶接頭的裝配體分析及網(wǎng)格細(xì)化100
5.1連接零部件100
5.2接頭100
5.3實例分析：萬向節(jié)101
5.4項目描述102
5.5第一部分：使用草稿品質(zhì)的粗糙網(wǎng)格進(jìn)行分析102
5.5.1遠(yuǎn)程載荷103
5.5.2螺栓的緊密配合106
5.5.3螺栓預(yù)載106
5.5.4局部相觸面組109
5.5.5旋轉(zhuǎn)和軸向剛度112
5.6第二部分：使用高品質(zhì)網(wǎng)格分析116
5.6.1在薄壁特征上需要的實體單元數(shù)量117
5.6.2高寬比例圖解117
5.6.3雅可比119
5.7總結(jié)123
練習(xí)5.1鏈扣(第一部分)123
練習(xí)5.2鏈扣(第二部分)134
練習(xí)5.3升降架裝配體136
練習(xí)5.4帶有基座的分析(選做)142
練習(xí)5.5點焊——實體網(wǎng)格142
練習(xí)5.6螺栓接頭147
第6章兼容/不兼容網(wǎng)格151
6.1兼容/不兼容網(wǎng)格劃分：接合接觸151
6.2實例分析：轉(zhuǎn)子151
6.2.1項目描述151
6.2.2兼容網(wǎng)格151
6.2.3不兼容網(wǎng)格154
6.2.4不兼容接合選項155
6.2.5周期性對稱158
6.2.6討論159
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實例分析:帶輪170
7.3第一部分：采用實體單元劃分網(wǎng)格171
7.4第二部分：細(xì)化實體網(wǎng)格174
7.5實體與殼單元的比較174
7.6第三部分：殼單元——中面曲面175
7.6.1細(xì)殼與粗殼的比較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
7.6.7變形結(jié)果184
7.7結(jié)果比較185
7.8實例分析：擱柵吊件185
7.9總結(jié)190
7.10提問191
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195
練習(xí)7.3邊焊縫接頭198
練習(xí)7.4容器把手焊縫203
第8章混合網(wǎng)格——?dú)んw和實體205
8.1混合網(wǎng)格205
8.1.1接合殼體和實體網(wǎng)格206
8.1.2混合網(wǎng)格支持的分析類型206
8.2實例分析：壓力容器206
8.2.1項目描述206
8.2.2分析裝配體206
8.2.3模型準(zhǔn)備207
8.2.4材料209
8.2.5體積模量和切變模量211
8.2.6連接有間隙實體211
8.2.7失敗診斷214
8.2.8小特征網(wǎng)格劃分214
8.3總結(jié)218
8.4提問218
練習(xí)混合網(wǎng)格分析218
第9章殼單元——傳送架分析224
9.1項目描述224
9.1.1單元選擇224
9.1.2梁單元224
9.1.3連接及斷開的接點226
9.1.4橫梁接點位置227
9.1.5橫梁接點類型227
9.1.6渲染橫梁輪廓229
9.1.7橫截面的第一方向及第二方向230
9.1.8彎矩和剪力圖表232
9.2總結(jié)235
9.3提問235
第10章混合網(wǎng)格——實體、梁和殼
單元23610.1混合劃分網(wǎng)格236
10.2實例分析：顆粒分離器236
10.2.1項目描述236
10.2.2關(guān)鍵步驟236
10.3總結(jié)245
練習(xí)10.1柜子245
練習(xí)10.2框架結(jié)構(gòu)剛度251
第11章設(shè)計情形253
11.1設(shè)計算例253
11.2實例分析：懸架設(shè)計253
11.2.1項目描述253
11.2.2關(guān)鍵步驟253
11.3第一部分：多載荷情形254
11.3.1多個設(shè)計算例255
11.3.2設(shè)計情形結(jié)果258
11.4第二部分：幾何修改261
11.5總結(jié)265
練習(xí)矩形平臺265
第12章熱應(yīng)力分析270
12.1熱應(yīng)力分析簡述270
12.2實例分析：雙層金屬帶270
12.2.1項目描述270
12.2.2材料屬性271
12.2.3輸入溫度275
12.2.4平均應(yīng)力276
12.2.5提問281
12.3在局部坐標(biāo)系中檢查結(jié)果(選做)281
12.4保存變形后的模型282
12.5總結(jié)282
第13章自適應(yīng)網(wǎng)格283
13.1自適應(yīng)網(wǎng)格概述283
13.2實例分析：懸臂支架283
13.2.1項目描述283
13.2.2幾何體準(zhǔn)備284
13.3h自適應(yīng)算例286
13.3.1h自適應(yīng)選項287
13.3.2h自適應(yīng)圖解289
13.3.3收斂圖表289
13.3.4回顧h自適應(yīng)求解289
13.3.5應(yīng)變能誤差并非應(yīng)力誤差291
13.4p自適應(yīng)算例291
13.4.1p自適應(yīng)求解方法291
13.4.2h單元與p單元的概念292
13.4.3方法比較294
13.5h單元與p單元總結(jié)294
13.6總結(jié)295
第14章大位移分析296
14.1小位移與大位移分析的比較296
14.2實例分析：夾鉗296
14.3第一部分：小位移線性分析297
14.3.1結(jié)果討論298
14.3.2小位移及大位移分析中的
接觸結(jié)果298
14.4第二部分：大位移非線性分析299
14.4.1永久變形300
14.4.2SOLIDWORKS Simulation Premium300
14.5總結(jié)300
14.6提問301
附錄302
附錄A網(wǎng)格劃分與解算器302
附錄B用戶幫助311