SolidWorks 2012有限元、虛擬樣機與流場分析從入門到精通

內(nèi)容概要

胡仁喜等編著的《SolidWorks2012有限元虛擬樣機與流場分析從入門到精通》包含S01idWorks
2012建模設計和高級分析兩大部分，以機械工程設計與分析為中心，貫穿從初級建模到高級分析的工程實踐全過程。
《SolidWorks2012有限元虛擬樣機與流場分析從入門到精通》包括草圖設計技術、零件造型技術、裝配技術、基于裝配的關聯(lián)設計技術和有限元分析技術、多體動力學虛擬樣機技術和流場分析技術。
為了方便廣大讀者更加形象直觀地學習此書，隨書配贈多媒體光盤，包含全書實例操作過程錄屏講解AVI文件和實例源文件，以及額外贈送的
solidWorks工業(yè)設計相關操作實例的錄屏講解AvI電子教材。
《SolidWorks2012有限元虛擬樣機與流場分析從入門到精通》適合自學用戶，包括制造類企業(yè)的工程技術人員、并可作為高校機械專業(yè)的課程設計用書及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)境設置
  1.3.1 設置工具欄
  1.3.2 設置工具欄命令按鈕
  1.3.3 設置快捷鍵
  1.3.4 設置背景
  1.3.5 設置實體顏色
  1.3.6 設置單位
第2章 草圖相關技術
 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 綜合實例——底座草圖
第3章 零件造型和特征相關技術
 3.1 定位特征
  3.1.1 基準面
  3.1.2 基準軸
  3.1.3 坐標系
  3.1.4 參考點
 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 鈑金零件設計
 4.11 趣味零件造型
第5章 裝配和基于裝配的設計技術
 5.1 零部件的插入
 5.2 零部件的約束關系
 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 基于裝配約束的關聯(lián)設計技術
  5.7.1 利用裝配約束設計零件的參數(shù)
  5.7.2 基于已有零件輪廓投影進行關聯(lián)設計
 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 運動算例
  6.3.1 新建運動算例
  6.3.2 運動算例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 基于關鍵幀動畫
  6.5.2 實例——創(chuàng)建茶壺的動畫
  6.5.3 基于馬達的動畫
  6.5.4 實例——傳動裝配體動畫
  6.5.5 基于相機橇的動畫
  6.5.6 實例——傳動裝配體基于相機的動畫
 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應用——手輪應力分析
第8章 SolidWorks Simulation 2012的使用
 8.1 SolidWorks Simulation 2012功能和特點
 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 運行分析與觀察結(jié)果
第9章 工程用有限元分析技術實例
 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)定性計算
  9.3.1 問題描述
  9.3.2 建模
  9.3.3 分析
 9.4 實體振動分析
  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 壓力容器的應力分析設計
  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技術基礎
 10.1 虛擬樣機技術及運動仿真
  10.1.1 虛擬樣機技術
  10.1.2 數(shù)字化功能樣機及機械系統(tǒng)動力學分析
 10.2 Motion分析運動算例
  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分析曲柄滑塊機構(gòu)
  10.3.1 SolidWorks Motion 2012的啟動
  10.3.2 曲柄滑塊機構(gòu)的參數(shù)設置
第ll章 SolidWorks Motion 2012仿真分析實例
 11.1 沖壓機構(gòu)
  11.1.1 調(diào)入模型設置參數(shù)
  11.1.2 仿真求解
 11.2 閥門凸輪機構(gòu)
  11.2.1 調(diào)入模型設置參數(shù)
  11.2.2 仿真求解
  11.2.3 優(yōu)化設計
 11.3 挖掘機運動
  11.3.1 調(diào)入模型設置參數(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技術基礎
 12.1 計算流體動力學基礎
  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
  12.1.5 流體運動的基本概念
  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
  12.2.1 SolidWorks Flow Simulation的應用領域
  12.2.2 SolidWorks Flow Simulation的使用流程
  12.2.3 SolidWorks Flow Simulation的網(wǎng)格技術
 12.3 球閥設計實例
第13章 SolidWorks Flow Simulation 2012分析實例
 13.1 電子設備散熱問題
 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算的結(jié)果。在求解之間的建模工作中需要對問題進行一定的簡化，即判斷一些SolidWorks Flow Simulation無法引入到計算過程中的工程問題參數(shù)的影響。 （1）如果問題包含運動的物體，那么就要考慮物體的運動對計算結(jié)果的影響。如果運動對結(jié)果影響很大，那么就要考慮使用準靜態(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反應對計算結(jié)果的影響。如果化學反應有一定作用，即化學反應的速率很高，而且反應得到的物質(zhì)很多，那么可以考慮把反應結(jié)果當作另外一種物質(zhì)考慮到計算過程之中。 （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，并進行處理。因為SolidWorks Flow Simulation在計算過程中并不考慮液氣界面的存在。 2.構(gòu)建Sol idWorks Flow Simulation求解項目 （1）將實際的工程問題簡化，刨除大量占用計算資源的約束。例如在考察壁面特性的時候，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，風扇條件等。 （4）指定關注的物理參數(shù)作為SolidWorks Flow Simulation項目的求解目標，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。可以使用系統(tǒng)自動生成的計算網(wǎng)格，也可以在其基礎之上手工調(diào)整網(wǎng)格的特性，例如全局精細，或者局部精細網(wǎng)格。這些將對求解時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算結(jié)果。 （4）考察計算結(jié)果的可靠性和準確性。 12.2.3 SolidWorks Flow Simulation的網(wǎng)格技術 為了在計算機上求得數(shù)學模型的解，必須使用離散方法將數(shù)學模型離散成數(shù)值模型，主要包括計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。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。 目前普遍應用的主要有貼體網(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)域變換到計算平面的規(guī)則區(qū)域的一種計算方法。這種方法的優(yōu)點是在整個計算域為結(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，不易做到自動生成。而且對于特別復雜的區(qū)域，往往難以生成高質(zhì)量的網(wǎng)格。塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格法把一個復雜的計算區(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。但對于特別復雜的區(qū)域，整個區(qū)域的分塊工作需要大量的人工干預，最終生成網(wǎng)格的質(zhì)量相當程度上依賴于工作人員的經(jīng)驗水平。而且塊交界面處需要進行大量的信息交換，程序編寫比較復雜。

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