SolidWorks 2012有限元、虛擬樣機(jī)與流場分析從入門到精通

內(nèi)容概要

胡仁喜等編著的《SolidWorks2012有限元虛擬樣機(jī)與流場分析從入門到精通》包含S01idWorks
2012建模設(shè)計(jì)和高級分析兩大部分，以機(jī)械工程設(shè)計(jì)與分析為中心，貫穿從初級建模到高級分析的工程實(shí)踐全過程。
《SolidWorks2012有限元虛擬樣機(jī)與流場分析從入門到精通》包括草圖設(shè)計(jì)技術(shù)、零件造型技術(shù)、裝配技術(shù)、基于裝配的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)和有限元分析技術(shù)、多體動力學(xué)虛擬樣機(jī)技術(shù)和流場分析技術(shù)。
為了方便廣大讀者更加形象直觀地學(xué)習(xí)此書，隨書配贈多媒體光盤，包含全書實(shí)例操作過程錄屏講解AVI文件和實(shí)例源文件，以及額外贈送的
solidWorks工業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)操作實(shí)例的錄屏講解AvI電子教材。
《SolidWorks2012有限元虛擬樣機(jī)與流場分析從入門到精通》適合自學(xué)用戶，包括制造類企業(yè)的工程技術(shù)人員、并可作為高校機(jī)械專業(yè)的課程設(shè)計(jì)用書及CAD，／CAE課程教材。

書籍目錄

前言
第1章 SolidWorks 2012概述
 1.1 初識SolidWorks 2012
  1.1.1 啟動SolidWorks 2012
  1.1.2 新建文件
  1.1.3 打開文件
  1.1.4 保存文件
  1.1.5 退出SolidWorks 2012
 1.2 SolidWorks用戶界面
 1.3 SolidWorks工作環(huán)境設(shè)置
  1.3.1 設(shè)置工具欄
  1.3.2 設(shè)置工具欄命令按鈕
  1.3.3 設(shè)置快捷鍵
  1.3.4 設(shè)置背景
  1.3.5 設(shè)置實(shí)體顏色
  1.3.6 設(shè)置單位
第2章 草圖相關(guān)技術(shù)
 2.1 創(chuàng)建草圖平面
 2.2 草圖的創(chuàng)建與約束
  2.2.1 幾何關(guān)系的約束
  2.2.2 驅(qū)動尺寸的約束
  2.2.3 草圖的繪制
 2.3 草圖CAGD的功能
 2.4 利用AutoCAD現(xiàn)有圖形
 2.5 綜合實(shí)例——底座草圖
第3章 零件造型和特征相關(guān)技術(shù)
 3.1 定位特征
  3.1.1 基準(zhǔn)面
  3.1.2 基準(zhǔn)軸
  3.1.3 坐標(biāo)系
  3.1.4 參考點(diǎn)
 3.2 基于草圖的特征
  3.2.1 拉伸
  3.2.2 旋轉(zhuǎn)
  3.2.3 掃描
  3.2.4 放樣
 3.3 基于特征的特征
  3.3.1 倒角
  3.3.2 圓角
  3.3.3 抽殼
  3.3.4 筋
  3.3.5 拔模
  3.3.6 圓頂
  3.3.7 比例縮放
  3.3.8 鏡像
 3.4 孔特征
  3.4.1 簡單直孔
  3.4.2 柱形沉頭孔
  3.4.3 錐形沉頭孔
  3.4.4 通用孔
  3.4.5 螺紋孔
  3.4.6 舊制孔
  3.4.7 在基準(zhǔn)面上生成孔
 3.5 特征陣列
  3.5.1 線性陣列
  3.5.2 圓周陣列
  3.5.3 草圖陣列
  3.5.4 曲線驅(qū)動陣列
第4章 典型零件的創(chuàng)建實(shí)例
 4.1 管接頭類零件的創(chuàng)建
 4.2 法蘭類零件的創(chuàng)建
 4.3 軸類零件的創(chuàng)建
 4.4 全切削加工零件的創(chuàng)建
 4.5 鑄、鍛毛坯類零件的創(chuàng)建
 4.6 齒輪類零件的造型
 4.7 叉架類零件的創(chuàng)建
 4.8 操作件類零件的創(chuàng)建
 4.9 螺母緊固件的創(chuàng)建
 4.10 鈑金零件設(shè)計(jì)
 4.11 趣味零件造型
第5章 裝配和基于裝配的設(shè)計(jì)技術(shù)
 5.1 零部件的插入
 5.2 零部件的約束關(guān)系
 5.3 零部件陣列
 5.4 零部件鏡向
 5.5 子裝配
 5.6 零件順序
 5.7 基于裝配約束的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)技術(shù)
  5.7.1 利用裝配約束設(shè)計(jì)零件的參數(shù)
  5.7.2 基于已有零件輪廓投影進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)
 5.8 爆炸視圖
  5.8.1 生成爆炸視圖
  5.8.2 編輯爆炸視圖
 5.9 干涉檢查
  5.9.1 動態(tài)干涉檢查
  5.9.2 靜態(tài)干涉檢查
 5.10 綜合實(shí)例——傳動裝配體
  5.10.1 創(chuàng)建裝配圖
  5.10.2 創(chuàng)建爆炸視圖
第6章 動畫制作
 6.1 模型的外觀效果
  6.1.1 配置顏色和光學(xué)效果
  6.1.2 賦予零件材質(zhì)
 6.2 模型分析
  6.2.1 測量
  6.2.2 截面屬性
  6.2.3 質(zhì)量特性
 6.3 運(yùn)動算例
  6.3.1 新建運(yùn)動算例
  6.3.2 運(yùn)動算例MotionManager‘簡介
 6.4 動畫向?qū)?br />  6.4.1 旋轉(zhuǎn)
  6.4.2 爆炸／解除爆炸
 6.5 動畫
  6.5.1 基于關(guān)鍵幀動畫
  6.5.2 實(shí)例——創(chuàng)建茶壺的動畫
  6.5.3 基于馬達(dá)的動畫
  6.5.4 實(shí)例——傳動裝配體動畫
  6.5.5 基于相機(jī)橇的動畫
  6.5.6 實(shí)例——傳動裝配體基于相機(jī)的動畫
 6.6 保存動畫
第7章 有限元法與SolidWorks SimulationXpress
 7.1 有限元法
 7.2 有限元分析法(FEA)的基本概念
 7.3 SolidWorks SimulationXpress應(yīng)用——手輪應(yīng)力分析
第8章 SolidWorks Simulation 2012的使用
 8.1 SolidWorks Simulation 2012功能和特點(diǎn)
 8.2 SolidWorks Simulation2012的啟動
 8.3 SolidWorks Simulation 2012的使用
  8.3.1 算例專題
  8.3.2 定義材料屬性
  8.3.3 載荷和約束
  8.3.4 網(wǎng)格的劃分和控制
  8.3.5 運(yùn)行分析與觀察結(jié)果
第9章 工程用有限元分析技術(shù)實(shí)例
 9.1 簡單拉壓桿結(jié)構(gòu)
  9.1.1 問題描述
  9.1.2 建模
  9.1.3 分析
 9.2 梁的彎扭問題
  9.2.1 問題描述
  9.2.2 建模
  9.2.3 分析
 9.3 桿系穩(wěn)定性計(jì)算
  9.3.1 問題描述
  9.3.2 建模
  9.3.3 分析
 9.4 實(shí)體振動分析
  9.4.1 問題描述
  9.4.2 建模
  9.4.3 分析
 9.5 軸承載荷下的零件應(yīng)力分析
  9.5.1 問題描述
  9.5.2 建模
  9.5.3 分析
 9.6 壓力容器的應(yīng)力分析設(shè)計(jì)
  9.6.1 問題描述
  9.6.2 建模
  9.6.3 分析
 9.7 板中圓孔的應(yīng)力集中問題
  9.7.1 問題描述
  9.7.2 建模
  9.7.3 分析
 9.8 溫度場分析
  9.8.1 問題描述
  9.8.2 建模
  9.8.3 分析
 9.9 掉落測試
  9.9.1 問題描述
  9.9.2 建模
  9.9.3 分析
 9.10 疲勞分析
  9.10.1 問題描述
  9.10.2 建模
  9.10.3 分析
 9.11 綜合分析
第10章 SolidWorks Motion 2012技術(shù)基礎(chǔ)
 10.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)及運(yùn)動仿真
  10.1.1 虛擬樣機(jī)技術(shù)
  10.1.2 數(shù)字化功能樣機(jī)及機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)分析
 10.2 Motion分析運(yùn)動算例
  10.2.1 彈簧
  10.2.2 阻尼
  10.2.3 接觸
  10.2.4 引力
 10.3 用SolidWorks Motion分析曲柄滑塊機(jī)構(gòu)
  10.3.1 SolidWorks Motion 2012的啟動
  10.3.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)置
第ll章 SolidWorks Motion 2012仿真分析實(shí)例
 11.1 沖壓機(jī)構(gòu)
  11.1.1 調(diào)入模型設(shè)置參數(shù)
  11.1.2 仿真求解
 11.2 閥門凸輪機(jī)構(gòu)
  11.2.1 調(diào)入模型設(shè)置參數(shù)
  11.2.2 仿真求解
  11.2.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)
 11.3 挖掘機(jī)運(yùn)動
  11.3.1 調(diào)入模型設(shè)置參數(shù)
  11.3.2 仿真求解
 11.4 自卸車斗驅(qū)動
  11.4.1 調(diào)入模型設(shè)置參數(shù)
  11.4.2 仿真求解
  1l.4.3 頂桿受力分析
第12章 SolidWorks Flow Simulation 2012技術(shù)基礎(chǔ)
 12.1 計(jì)算流體動力學(xué)基礎(chǔ)
  12.1.1 連續(xù)介質(zhì)模型
  12.1.2 流體的基本性質(zhì)
  12.1.3 作用在流體上的力
  12.1.4 流動分析基礎(chǔ)
  12.1.5 流體運(yùn)動的基本概念
  12.1.6 流體流動及換熱的基本控制方程
  12.1.7 邊界層理論
 12.2 SolidWorks Flow Simulation基礎(chǔ)
  12.2.1 SolidWorks Flow Simulation的應(yīng)用領(lǐng)域
  12.2.2 SolidWorks Flow Simulation的使用流程
  12.2.3 SolidWorks Flow Simulation的網(wǎng)格技術(shù)
 12.3 球閥設(shè)計(jì)實(shí)例
第13章 SolidWorks Flow Simulation 2012分析實(shí)例
 13.1 電子設(shè)備散熱問題
 13.2 非牛頓流體的通道圓柱繞流
 13.3 管道摩擦阻力

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   12.2.2 SolidWorks Flow Simulation的使用流程 CFD軟件的使用有其固定的流程，SolidWorks Flow Simulation也不例外。 1.確定求解幾何區(qū)間和物性特征 用來描述問題的幾何區(qū)間和物理特征極大的影響著計(jì)算的結(jié)果。在求解之間的建模工作中需要對問題進(jìn)行一定的簡化，即判斷一些SolidWorks Flow Simulation無法引入到計(jì)算過程中的工程問題參數(shù)的影響。 （1）如果問題包含運(yùn)動的物體，那么就要考慮物體的運(yùn)動對計(jì)算結(jié)果的影響。如果運(yùn)動對結(jié)果影響很大，那么就要考慮使用準(zhǔn)靜態(tài)方法。 （2）如果問題包含若干種類的流體和固體，那么就要考慮這些組分之間化學(xué)反應(yīng)對計(jì)算結(jié)果的影響。如果化學(xué)反應(yīng)有一定作用，即化學(xué)反應(yīng)的速率很高，而且反應(yīng)得到的物質(zhì)很多，那么可以考慮把反應(yīng)結(jié)果當(dāng)作另外一種物質(zhì)考慮到計(jì)算過程之中。 （3）如果問題包含多種流體，例如氣體和液體，那么就要考慮其界面存在的重要性，并進(jìn)行處理。因?yàn)镾olidWorks Flow Simulation在計(jì)算過程中并不考慮液氣界面的存在。 2.構(gòu)建Sol idWorks Flow Simulation求解項(xiàng)目 （1）將實(shí)際的工程問題簡化，刨除大量占用計(jì)算資源的約束。例如在考察壁面特性的時(shí)候，一般假定為絕對光滑或者具有相同的表面粗糙度特性。 （2）為模型加入輔助特征，例如流入和流出通道。 （3）指定SolidWorks Flow Simulation項(xiàng)目的類型。例如，問題類型（內(nèi)流或外流），流體和固體的物性，計(jì)算域的邊界，邊界條件和初始化條件，流體的子區(qū)域，旋轉(zhuǎn)區(qū)域，基于體積或表面積的熱源，風(fēng)扇條件等。 （4）指定關(guān)注的物理參數(shù)作為SolidWorks Flow Simulation項(xiàng)目的求解目標(biāo)，這類參數(shù)可以是全局的也可以是局部的參數(shù)。從而在計(jì)算后，考察其在求解過程中的變化情況。 3.問題求解 （1）劃分網(wǎng)格?？梢允褂孟到y(tǒng)自動生成的計(jì)算網(wǎng)格，也可以在其基礎(chǔ)之上手工調(diào)整網(wǎng)格的特性，例如全局精細(xì)，或者局部精細(xì)網(wǎng)格。這些將對求解時(shí)間和精度有絕對的影響。 （2）求解，并監(jiān)測求借過程。 （3）用圖表的形式觀察計(jì)算結(jié)果。 （4）考察計(jì)算結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。 12.2.3 SolidWorks Flow Simulation的網(wǎng)格技術(shù) 為了在計(jì)算機(jī)上求得數(shù)學(xué)模型的解，必須使用離散方法將數(shù)學(xué)模型離散成數(shù)值模型，主要包括計(jì)算空間的離散和物理方程的離散過程。 常用的物理方程離散方法有有限差分法，有限體積法和有限單元法。SolidWorks FlowSimulation對物理方程的離散采用的方法是有限體積法。 對空間離散的方法就是所謂網(wǎng)格生成過程，用離散的網(wǎng)格來代替整個物理空間。網(wǎng)格生成是數(shù)值模擬的基礎(chǔ)。提高網(wǎng)格質(zhì)量、減少人工成本、易于編寫程序、提高收斂速度是高效求解算法的幾個主要目標(biāo)。 目前普遍應(yīng)用的主要有貼體網(wǎng)格法、塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格法和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格法。貼體網(wǎng)格法，是通過變換，把物理平面的不規(guī)則區(qū)域變換到計(jì)算平面的規(guī)則區(qū)域的一種計(jì)算方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是在整個計(jì)算域?yàn)榻Y(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，程序編寫容易；離散方程的求解算法比較簡單、成熟、收斂較快。但其網(wǎng)格生成的算法、技巧于具體的幾何形狀有關(guān)，不易做到自動生成。而且對于特別復(fù)雜的區(qū)域，往往難以生成高質(zhì)量的網(wǎng)格。塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格法把一個復(fù)雜的計(jì)算區(qū)域分成若干個比較簡單的塊，每一塊內(nèi)均采用各自的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。它可以大大減輕單個區(qū)域生成網(wǎng)格的難度，生成高質(zhì)量的網(wǎng)格。但對于特別復(fù)雜的區(qū)域，整個區(qū)域的分塊工作需要大量的人工干預(yù)，最終生成網(wǎng)格的質(zhì)量相當(dāng)程度上依賴于工作人員的經(jīng)驗(yàn)水平。而且塊交界面處需要進(jìn)行大量的信息交換，程序編寫比較復(fù)雜。

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