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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22

1.6.1 网格大小23

1.6.2　公差23

1.6.3　网格质量23

1.7　后处理25

1.7.1　结果图解25

1.7.2　编辑图解25

1.7.3　节点应力与单元应力26

1.7.4　显示向量图解选项26

1.7.5　修改结果图解26

1.7.6　其他图解28

1.8　多个算例33

1.8.1　创建新的算例33

1.8.2　复制参数33

1.8.3　检查收敛与精度35

1.8.4　结果总结36

1.8.5　与解析解比较36

1.9　报告37

1.10　总结38

1.11　提问38

练习1-1　支架39

练习1-2　压缩弹簧刚度45

练习1-3　容器把手47

第2章　网格控制、应力集中、边界条件49

2.1 网格控制49

2.2　实例分析：L形支架49

2.3　不带圆角的支架分析50

2.3.1　运行所有算例51

2.3.2　局部网格精细化分析52

2.3.3　网格控制52

2.3.4　比率53

2.3.5　结果比较55

2.3.6　应力奇异性55

2.4　带圆角的支架分析56

2.4.1　压缩配置56

2.4.2 自动过渡57

2.5　实例分析：焊接支架59

2.6　理解边界条件的影响60

2.7　总结61

2.8　提问61

练习2-1　C形支架61

练习2-2　骨形扳手67

练习2-3　基座支架71

第3章　带接触的装配体分析78

3.1　接触缝隙分析78

3.2　实例分析：虎钳78

3.3　使用全局接触的虎钳分析79

3.3.1　为装配体指定材料79

3.3.2　零部件接触80

3.3.3　观察装配体结果83

3.3.4　手柄接触83

3.3.5　所需的力84

3.4　使用局部接触的虎钳分析84

3.4.1　局部接触84

3.4.2　局部接触类型85

3.4.3　无穿透局部接触条件86

3.4.4　接触应力88

3.5　总结88

3.6　提问88

练习　双环装配体88

第4章　对称和自平衡装配体92

4.1　冷缩配合零件92

4.2　实例分析：冷缩配合92

4.2.1　项目描述92

4.2.2　对称92

4.2.3　关键步骤93

4.2.4　特征消隐93

4.2.5　刚体模式94

4.2.6　冷缩配合接触条件95

4.2.7　在局部坐标系中图解显示结果96

4.2.8　定义圆柱坐标系96

4.2.9　保存所有图解98

4.2.10 “什么错”特征98

4.3　带软弹簧的分析99

4.3.1　软弹簧99

4.3.2　惯性卸除99

4.4　总结100

练习4-1　链扣（第一部分）100

练习4-2　链扣（第二部分）110

第5章　带接头的装配体分析114

5.1　连接零部件114

5.2　接头114

5.3　实例分析：手钳115

5.3.1　项目描述115

5.3.2　关键步骤116

5.3.3　销钉接头117

5.3.4　弹簧接头119

5.3.5　销钉／螺栓力122

5.4　总结123

练习5-1　升降架装配体123

练习5-2　带有基座的分析（选做）129

练习5-3　吸振器129

练习5-4　点焊——实体网格132

第6章　兼容／不兼容网格138

6.1　兼容／不兼容网格划分：接合接触138

6.2　实例分析：转子138

6.2.1　项目描述138

6.2.2　兼容网格139

6.2.3　不兼容网格140

6.3　总结143

第7章　网格细化后的装配体分析144

7.1　装配体中的网格控制144

7.2　实例分析：万向节144

7.3　项目描述144

7.4　第一部分：使用草稿品质的粗糙网格进行分析145

7.4.1　远程载荷146

7.4.2　螺栓的紧密配合148

7.4.3　螺栓预载148

7.4.4　局部相触面组151

7.4.5　旋转和轴向刚度154

7.4.6　知识库155

7.5　第二部分：使用高品质网格进行分析158

7.5.1　在薄壁特征上需要的实体单元数量159

7.5.2 高宽比例图解159

7.5.3　雅可比160

7.6　总结164

7.7　提问164

练习　螺栓接头164

第8章　薄件分析168

8.1　薄件168

8.2　实例分析：带轮168

8.3　第一部分：采用实体单元划分网格169

8.4　第二部分：细化实体网格172

8.5　实体与壳单元的比较172

8.6　第三部分：壳单元——中面曲面173

8.6.1　细壳与粗壳的比较174

8.6.2　壳网格颜色175

8.6.3　更改网格方向176

8.6.4　壳单元对齐176

8.6.5 自动重新对齐壳曲面177

8.6.6　应用对称约束179

8.6.7　变形结果181

8.7　结果比较181

8.8　实例分析：搁栅吊件182

8.9　总结186

8.10　提问186

练习8-1 支架187

练习8-2　使用外侧／内侧表面的壳网格190

练习8-3　点焊——壳网格193

练习8-4　边焊缝接头193

练习8-5　容器把手焊缝198

第9章　混合网格——壳体和实体200

9.1　混合网格200

9.1.1　接合壳体和实体网格201

9.1.2　混合网格支持的分析类型201

9.2　实例分析：压力容器201

9.2.1　项目描述201

9.2.2　分析装配体201

9.2.3　模型准备202

9.2.4　材料204

9.2.5　体积模量和切变模量205

9.2.6　连接有间隙实体206

9.2.7　失败诊断209

9.2.8　小特征网格划分210

9.3　总结213

9.4　提问213

练习　混合网格分析213

第10章　混合网格——实体、梁和壳单元220

10.1　混合划分网格220

10.2　实例讨论：颗粒分离器220

10.2.1　项目描述220

10.2.2　单元选择220

10.2.3　梁单元220

10.2.4　关键步骤221

10.2.5　横梁接点：位置223

10.2.6　横梁接点类型223

10.2.7　连接及断开的接点224

10.2.8　横截面的第一方向及第二方向229

10.2.9　弯矩和剪力图表230

10.3　总结231

练习10-1　传送架231

练习10-2　柜子238

第11章　设计情形245

11.1　设计算例245

11.2　实例分析：悬架设计245

11.2.1　项目描述245

11.2.2　关键步骤245

11.3　第一部分：多载荷情形246

11.3.1　多个设计算例247

11.3.2　设计情形结果250

11.4　第二部分：几何修改253

11.5　总结257

练习　矩形平台257

第12章　热应力分析263

12.1　热应力分析简述263

12.2　实例分析：双层金属带263

12.2.1　项目描述263

12.2.2　材料属性264

12.2.3　输入温度268

12.2.4　平均应力269

12.2.5　提问272

12.3　在局部坐标系中检查结果（选做）273

12.4　保存变形后的模型273

12.5　总结274

第13章　自适应网格275

13.1 自适应网格简述275

13.2　实例分析：悬臂支架275

13.2.1　项目描述276

13.2.2　几何体准备276

13.3　h－自适应算例278

13.3.1　h－自适应选项278

13.3.2　h－自适应图解280

13.3.3　收敛图表281

13.3.4　回顾h－自适应求解281

13.3.5　应变能误差并非应力误差283

13.4　p－自适应算例283

13.4.1　p－自适应求解方法283

13.4.2　h－单元与p－单元284

13.4.3　方法比较286

13.5　h－单元与p－单元总结286

13.6　总结287

第14章　大位移分析288

14.1　小位移与大位移分析的比较288

14.2　实例分析：夹钳288

14.3　第一部分：小位移线性分析289

14.3.1　结果讨论290

14.3.2　小位移及大位移分析中的接触结果290

14.4　第二部分：大位移非线性分析290

14.4.1　永久变形291

14.4.2　SolidWorks Simulation Premium292

14.5　总结292

14.6　提问292

附录293

附录A　网格划分、解算器293

附录B　用户帮助302