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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　波节应力与单元应力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32

1.8.1　创建新的算例32

1.8.2　复制参数33

1.8.3　检查收敛与精度34

1.8.4　结果总结35

1.8.5　与解析解比较35

1.9　报告36

1.10　总结37

1.11　提问37

练习1-1　支架38

练习1-2　压缩弹簧刚度45

第2章　网格控制，应力集中，边界条件48

2.1　网格控制48

2.2　实例分析：L形支架48

2.3　不带圆角的支架分析49

2.3.1　运行所有算例50

2.3.2　局部网格精细化分析51

2.3.3　网格控制51

2.3.4　比率52

2.3.5　结果比较54

2.3.6　应力奇异性55

2.4　带圆角的支架分析55

2.4.1　压缩配置55

2.4.2 自动过渡56

2.5　实例分析：焊接支架58

2.6　理解边界条件的影响59

2.7　总结60

2.8　提问60

练习2-1　C形支架60

练习2-2　骨形扳手66

练习2-3　基座支架70

第3章　带接触的装配体分析77

3.1　接触缝隙分析77

3.2　实例分析：虎钳77

3.3　使用全局接触的虎钳分析78

3.3.1　为装配体指定材料78

3.3.2　全局接触79

3.3.3　观察装配体结果82

3.3.4　手柄接触83

3.3.5　所需的力83

3.4　使用局部接触的虎钳分析83

3.4.1　部件接触选项84

3.4.2　局部接触选项84

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）109

第5章　带接头的装配体分析112

5.1　连接零部件112

5.2　接头112

5.3　实例分析：手钳113

5.3.1　项目描述113

5.3.2　关键步骤114

5.3.3　销钉接头115

5.3.4　弹簧接头117

5.3.5　销钉／螺栓力120

5.4　总结121

练习5-1　升降架装配体121

练习5-2　带有基座的分析（选做）127

练习5-3　吸振器127

练习5-4　点焊——实体网格130

第6章　兼容／不兼容网格136

6.1　兼容／不兼容网格划分：接合接触136

6.2　实例分析：转子136

6.2.1　项目描述136

6.2.2　兼容网格137

6.2.3　不兼容网格138

6.3　兼容／不兼容网格划分：无穿透接触（选做）140

6.4　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157

7.5.1 在薄壁特征上需要的实体单元数量158

7.5.2　高宽比例图解158

7.5.3　雅可比159

7.6　总结162

7.7　提问162

练习　螺栓接头163

第8章　薄件分析166

8.1　薄件166

8.2　实例分析：带轮166

8.3　第一部分：采用实体单元划分网格167

8.4　第二部分：细化实体网格170

8.5　实体与壳单元的比较170

8.6　第三部分：壳单元——中面曲面171

8.6.1　细与粗壳的比较172

8.6.2　壳网格颜色173

8.6.3　更改网格方向174

8.6.4　壳单元对齐175

8.6.5　自动重新对齐壳曲面175

8.6.6　应用对称约束178

8.6.7　变形结果179

8.7　结果比较180

8.8　实例分析：搁栅吊件180

8.9　总结185

8.10　提问185

练习8-1　支架186

练习8-2　使用外侧／内侧表面的壳网格189

练习8-3　点焊——壳网格191

第9章　混合网格——壳体和实体193

9.1　混合网格193

9.1.1　接合壳体和实体网格194

9.1.2　混合网格支持的分析类型194

9.2　实例分析：压力容器194

9.2.1　项目描述194

9.2.2　分析装配体194

9.2.3　模型准备195

9.2.4　定义抽壳厚度196

9.2.5　材料197

9.2.6　体积模量和切变模量198

9.2.7　连接有间隙实体199

9.2.8　失败诊断202

9.2.9　小特征网格划分205

9.3　总结208

9.4　提问208

练习　混合网格分析208

第10章　混合网格——实体、梁和壳单元214

10.1　混合划分网格214

10.2　实例讨论：颗粒分离器214

10.2.1　项目描述214

10.2.2　单元选择214

10.2.3　梁单元214

10.2.4　关键步骤215

10.2.5　横梁结点：位置217

10.2.6　横梁结点类型217

10.2.7　连接及断开的结点218

10.2.8　横截面的第一方向及第二方向222

10.2.9　弯矩和剪力图表223

10.3　总结224

练习10-1　传送架224

练习10-2　柜子231

第11章　设计情形238

11.1　设计情形简述238

11.2　实例分析：悬架238

11.2.1　项目描述238

11.2.2　关键步骤238

11.3　第一部分：多载荷情形238

11.3.1　弹簧接头类型239

11.3.2　设计情形应用240

11.3.3　设计情形结果243

11.3.4　设计情形小结245

11.3.5　设计情形图表245

11.4　第二部分：几何修改246

11.5　总结249

练习　矩形平台249

第12章　热应力分析254

12.1　热应力分析简述254

12.2　实例分析：双层金属带254

12.2.1　项目描述254

12.2.2　材料属性255

12.2.3　输入温度259

12.2.4 平均应力260

12.2.5　提问263

12.3　在局部坐标系中检查结果（选做）264

12.4　保存变形后的模型264

12.5　总结265

第13章　自适应网格266

13.1　自适应网格简述266

13.2　实例分析：悬臂支架266

13.2.1　项目描述267

13.2.2　几何体准备267

13.3　h-自适应算例269

13.3.1 h-自适应选项269

13.3.2 h-自适应图解271

13.3.3　收敛图表271

13.3.4　回顾h-自适应求解272

13.3.5　应变能误差并非应力误差274

13.4　p-自适应算例275

13.4.1 p-自适应求解方法275

13.4.2 h-单元与p-单元276

13.4.3 方法比较278

13.5 h-单元与p-单元总结278

13.6 总结279

第14章 大位移分析280

14.1 小位移与大位移分析的比较280

14.2 实例分析：夹钳280

14.3 第一部分：小位移线性分析281

14.3.1 结果讨论282

14.3.2 小位移及大位移分析中的接触结果282

14.4 第二部分：大位移非线性分析282

14.4.1 永久变形284

14.4.2 SolidWorks Simulation Premium284

14.5　总结284

14.6　提问284

附录285

附录A　网格划分、解算器285

附录B　用户帮助294