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第1章 有限元分析基础1

1.1概述1

1.1.1有限元分析的概念1

1.1.2一般步骤1

1.1.3优越性2

1.1.4应用领域3

1.2基础知识4

1.2.1基本概念4

1.2.2基本方程7

1.2.3位移模式9

1.2.4虚位移原理15

1.2.5平面问题分类17

1.3模型建立20

1.3.1建模原则20

1.3.2单元类型及特性定义23

1.3.3对称性分析24

1.3.4边界条件的建立27

1.4静力学分析36

1.4.1杆系分析36

1.4.2弹性力学平面问题43

1.4.3轴对称问题46

1.4.4空间问题51

1.4.5薄板弯曲56

1.5动态分析59

1.5.1内容与任务59

1.5.2单元分析60

1.5.3总体矩阵集成62

1.5.4固有特性分析62

1.5.5响应分析64

第2章 CATIA工程分析模块综述66

2.1概况66

2.1.1模块功能66

2.1.2进入模块前的设置66

2.1.3进入模块的方法69

2.2工作窗口71

2.2.1窗口布局71

2.2.2工具栏71

2.2.3结构树77

2.3工程分析流程78

第3章 模型准备及预处理79

3.1材料添加79

3.1.1材料添加方法79

3.1.2材料库81

3.1.3零件材料添加86

3.1.4装配件材料添加88

3.1.5连接关系材料添加90

3.2用户自定义材料91

3.3材料的修改94

3.3.1材料属性的修改94

3.3.2材料纹理的定位98

3.4模型简化99

3.4.1装配体简化99

3.4.2零部件细节处理100

第4章 网格划分102

4.1网格划分的基本原则102

4.2网格划分的方法103

4.3通用结构分析工作台划分网格104

4.3.1实体网格划分104

4.3.2曲面网格划分112

4.3.3梁单元网格划分114

4.4高级网格划分工作台划分网格118

4.4.1曲面填充的实体网格划分118

4.4.2曲面网格划分120

4.4.3高级梁单元网格划分134

4.5网格质量分析141

4.5.1自由棱边显示142

4.5.2交叉和干涉检查144

4.5.3重复单元检查146

4.5.4平面切割150

4.5.5单元质量分析150

4.6定义单元特性157

4.6.1实体单元特性157

4.6.2壳单元特性162

4.6.3梁单元特性167

第5章 虚拟零件176

5.1概述176

5.1.1定义176

5.1.2工具栏177

5.2柔性虚件和刚性虚件178

5.2.1柔性虚件178

5.2.2刚性虚件179

5.2.3刚柔性虚件的区别180

5.3接触虚件181

5.4弹簧虚件183

5.4.1柔性弹簧虚件183

5.4.2刚性弹簧虚件187

5.4.3刚柔性弹簧虚件的区别189

第6章 连接关系190

6.1概述190

6.2通用连接关系190

6.3点连接关系192

6.3.1装配件内点连接关系192

6.3.2零件内点连接关系194

6.4线连接关系196

6.4.1装配件内线连接关系196

6.4.2零件内的线连接关系198

6.5面连接关系200

6.5.1装配件内面连接关系200

6.5.2零件内面连接关系201

6.6点连接支撑202

6.6.1点-点连接关系203

6.6.2结合面分析点204

第7章 连接特性206

7.1概述206

7.2面-面连接特性208

7.2.1滑动连接特性208

7.2.2接触连接特性210

7.2.3扣紧连接特性213

7.2.4扣紧弹性连接特性215

7.2.5过盈配合连接特性217

7.2.6螺纹连接特性219

7.3距离连接特性224

7.3.1刚性连接特性225

7.3.2柔性连接特性227

7.3.3虚拟螺纹连接特性229

7.3.4虚拟弹性螺纹连接特性231

7.3.5用户自定义距离连接特性233

7.4焊接连接特性236

7.4.1焊点连接特性237

7.4.2焊缝连接特性239

7.4.3焊面连接特性241

7.5基于点的连接特性244

7.5.1节点-节点连接特性244

7.5.2结合面点连接特性247

第8章 约束249

8.1概述249

8.2夹紧约束249

8.3运动副约束251

8.3.1滑动约束251

8.3.2棱柱约束253

8.3.3圆柱铰约束255

8.3.4球铰约束257

8.3.5铰接约束259

8.4高级约束261

8.4.1用户自定义约束261

8.4.2静定约束263

第9章 载荷265

9.1概述265

9.2压强265

9.3力267

9.3.1均布力267

9.3.2力矩269

9.3.3轴承载荷270

9.3.4导入力274

9.3.5导入力矩277

9.4体运动载荷280

9.4.1加速度280

9.4.2离心力282

9.5力密度283

9.5.1线力密度283

9.5.2面力密度285

9.5.3体积力密度287

9.5.4力密度288

9.6强制位移载荷290

9.7温度291

9.7.1温度场292

9.7.2热解方案导出的温度场293

9.8高级载荷294

9.8.1组合载荷294

9.8.2装配载荷298

第10章 模型检查300

10.1实体检查300

10.2连接检查304

10.3检查其他属性307

第11章 求解与分析310

11.1求解310

11.1.1计算311

11.1.2全局适应性调整313

11.1.3全局适应性计算314

11.2求解工具318

11.2.1指定外部存储318

11.2.2清除外部存储320

11.2.3指定临时外部存储321

11.3结果分析322

11.3.1图像322

11.3.2分析工具335

11.3.3生成报告350

11.4插入新的分析案例354

第12章 工程实例357

12.1弹性支撑件357

12.1.1模型准备357

12.1.2创建虚件368

12.1.3施加约束371

12.1.4施加载荷372

12.1.5模型检查与网格质量检查374

12.1.6计算与分析375

12.2大型机架378

12.2.1模型准备379

12.2.2定义连接关系与连接特性382

12.2.3创建虚件384

12.2.4定义约束384

12.2.5施加载荷386

12.2.6模型检查386

12.2.7计算与分析387

12.3轻型转向驱动桥388

12.3.1模型准备389

12.3.2定义连接关系与连接特性392

12.3.3添加虚件393

12.3.4定义约束395

12.3.5施加载荷395

12.3.6模型检查400

12.3.7计算与分析401

12.4曲轴模态分析402

12.4.1模型准备402

12.4.2网格划分403

12.4.3模型检查405

12.4.4计算与分析405

附录A 工程分析常用力学符号及物理量纲409

附录B CATIA工程分析功能图标一览表411

参考文献418