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出版者:机械工业出版社

作者:陈超祥主编

出品人:

页数:310

译者:杭州新迪数字工程系统有限公司

出版时间:2012-7

价格:59.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111383468

丛书系列:SolidWorks® 公司原版系列培训教程 CSWP 全球专业认证考试培训教程

图书标签:

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具体描述

《SolidWorks公司原版系列培训教程•CAWP全球专业认证考试培训教程:SolidWorks Simulation基础教程(2012版)》提供了基本的有限元求解方法，是机械工程师快速有效地掌握Simulation应用技术的必备资料。《SolidWorks公司原版系列培训教程•CAWP全球专业认证考试培训教程:SolidWorks Simulation基础教程(2012版)》在介绍软件使用方法的同时，还对有限元的相关理论知识进行了讲解。适于企业工程设计人员和大专院校、职业技术院校相关专业师生使用。

好的，以下是一本不包含《SolidWorks Simulation基础教程》内容的、关于复杂结构有限元分析的图书简介： --- 书名：高级结构动力学与非线性有限元方法：从理论建模到工程应用内容简介本书聚焦于现代工程力学领域中最为前沿和复杂的结构分析技术——高级结构动力学和高度非线性有限元分析。它并非一本基础软件操作指南，而是深入探讨支撑这些高级分析背后的数学原理、数值算法以及复杂工程问题的建模策略。本书旨在为具有扎实有限元基础（例如熟悉线弹性静力学分析）的工程师和研究人员提供一个进阶的平台，使其能够驾驭那些传统线性分析方法无法有效解决的真实世界工程挑战。第一部分：结构动力学基础与模态分析的深化本部分将从拉格朗日和哈密顿力学出发，构建连续体和离散系统的运动方程。重点将放在如何精确捕捉结构在时变载荷下的响应。连续体动力学与离散化：详细阐述如何将偏微分方程转化为有限元弱形式，尤其是在涉及时间导数的应用中。我们将深入讨论时间积分方法的选择，如Newmark-beta法、中心差分法及其稳定性和精度特性。特征值问题与模态叠加法：抛弃简单的固有频率计算，本章将深入探讨阻尼对模态的影响。我们将详细解析质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的构建，并介绍子空间迭代法、Lanczos法等高级特征值求解算法，以应对大型稀疏矩阵的求解需求。瞬态动力学与冲击响应：针对地震、爆炸或碰撞等高频激励问题，我们将构建精确的阻尼模型（如Rayleigh阻尼、各向异性阻尼），并详细讨论显式积分法（如中心差分法）在处理非线性冲击问题中的优势和挑战，包括时间步长的稳定性控制。第二部分：几何与材料非线性分析的理论基石本部分将系统性地介绍在材料行为或结构变形达到一定程度后，必须采用的非线性分析技术。几何非线性（大变形理论）：深入探讨Green-Lagrange应变张量和True Stress/Strain的概念。我们将详细推导应变增量和刚度矩阵的更新过程，重点分析拉格朗日描述与欧拉描述之间的联系，以及如何处理材料坐标系与空间坐标系的映射，确保在大旋转角下的计算精度。材料本构模型与数值实现：讲解超越线弹性的材料行为，包括塑性、粘塑性、蠕变和超弹性。对于金属塑性，将详细剖析运动硬化准则（如Chaboche模型、混合硬化模型）和流变准则（如Voce模型）。对于橡胶和软组织，将重点介绍Ogden模型和Mooney-Rivlin模型的参数识别与应用。非线性求解器与收敛控制：重点讲解牛顿法、准牛顿法（如BFGS）以及修正牛顿法的迭代过程。核心内容在于欠松弛技术、线搜索算法的有效性，以及如何识别和处理收敛失败（如刚度矩阵奇异性、应力锁定）。第三部分：接触、破坏与高级计算范式本部分面向解决复杂装配体和材料失效问题，涵盖了接触力学和多尺度分析的理论前沿。高级接触算法：区别于简单的面接触，本章深入研究不等值面接触的数学处理。重点讲解惩罚法、增广拉格朗日法以及乘子法在接触约束方程中的应用。讨论摩擦模型的建立（如Coulomb摩擦模型）及其在迭代过程中的数值稳定性问题。材料退化与断裂分析：介绍连续介质损伤力学（CDM）的基础，探讨等效塑性应变与损伤变量之间的耦合关系。详细分析基于内聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）的裂纹起裂与扩展模拟，包括I型、II型和混合型载荷下的分离能计算。多尺度建模策略：探讨如何将微观材料特性信息（如晶粒结构影响）通过等效本构关系传递到宏观有限元模型中。简要介绍基于均匀化方法的有效模量计算过程，为实现高精度、高效率的仿真提供理论支撑。目标读者：本书适合结构动力学、材料力学、航空航天、土木工程、机械工程等领域的研究生、博士后研究人员，以及在高端制造、汽车碰撞安全、高能物理设备设计中需要进行高级非线性分析的资深工程师。本书特点：本书强调理论推导的严谨性和数学公式的完整性，通过大量的数学证明和算法流程图来阐述核心概念，确保读者不仅“会用”，更能理解“为何如此”。书中内容高度侧重于算法的内在机制和高级参数的选择逻辑，为读者自主开发求解器模块或深入理解商业软件内核提供坚实的理论基础。全书不依赖于任何特定软件的界面操作，而是着眼于通用力学原理的深入应用。 ---

作者简介

目录信息

前言
本书使用说明
绪论有限元简介1
0.1SolidWorks 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
0.7FEA中的误差4
0.8有限单元4
0.8.1SolidWorks 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
0.10FEA计算7
0.11FEA结果解释 7
0.12测量单位8
0.13SolidWorks 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
1.3SolidWorks Simulation的界面12
1.4SolidWorks 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23
1.6.1基于曲率的网格23
1.6.2网格密度23
1.6.3网格大小23
1.6.4圆中最小单元数23
1.6.5比率23
1.6.6网格质量25
1.7后处理26
1.7.1结果图解26
1.7.2编辑图解26
1.7.3节点应力与单元应力27
1.7.4显示向量图解选项27
1.7.5修改结果图解27
1.7.6其他图解29
1.8多个算例34
1.8.1创建新的算例34
1.8.2复制参数34
1.8.3检查收敛与精度36
1.8.4结果总结37
1.8.5与解析解比较37
1.9报告38
1.10总结39
1.11提问39
练习1-1支架40
练习1-2压缩弹簧刚度46
练习1-3容器把手48
第2章网格控制、应力集中、边界条件50
2.1网格控制50
2.2实例分析：L形支架50
2.3不带圆角的支架分析51
2.3.1运行所有算例52
2.3.2局部网格精细化分析53
2.3.3网格控制53
2.3.4结果比较56
2.3.5应力奇异性56
2.4带圆角的支架分析57
2.4.1压缩配置57
2.4.2自动过渡58
2.5实例分析：焊接支架60
2.6理解边界条件的影响61
2.7总结62
2.8提问62
练习2-1C形支架62
练习2-2骨形扳手68
练习2-3基座支架72
第3章带接触的装配体分析79
3.1接触缝隙分析79
3.2实例分析：虎钳79
3.3使用全局接触的虎钳分析80
3.3.1为装配体指定材料80
3.3.2零部件接触81
3.3.3观察装配体结果84
3.3.4手柄接触84
3.3.5所需的力85
3.4使用局部接触的虎钳分析85
3.4.1局部接触85
3.4.2局部接触类型86
3.4.3无穿透局部接触条件87
3.4.4接触应力89
3.5总结89
3.6提问89
练习双环装配体89
第4章对称和自平衡装配体93
4.1冷缩配合零件93
4.2实例分析：冷缩配合93
4.2.1项目描述93
4.2.2对称93
4.2.3关键步骤94
4.2.4特征消隐94
4.2.5刚体模式95
4.2.6冷缩配合接触条件96
4.2.7在局部坐标系中图解显示结果97
4.2.8定义圆柱坐标系97
4.2.9保存所有图解99
4.2.10“什么错”特征99
4.3带软弹簧的分析100
4.3.1软弹簧100
4.3.2惯性卸除100
4.4总结101
练习4-1链扣（第一部分）101
练习4-2链扣（第二部分）112
第5章带接头的装配体分析115
5.1连接零部件115
5.2接头115
5.3实例分析：手钳116
5.3.1项目描述116
5.3.2关键步骤117
5.3.3销钉接头118
5.3.4弹簧接头120
5.3.5销钉/螺栓力123
5.4总结124
练习5-1升降架装配体125
练习5-2带有基座的分析（选做）130
练习5-3吸振器130
练习5-4点焊——实体网格133
第6章兼容/不兼容网格139
6.1兼容/不兼容网格划分：接合接触139
6.2实例分析：转子139
6.2.1项目描述139
6.2.2兼容网格140
6.2.3不兼容网格141
6.2.4不兼容接合选项143
6.3总结145
第7章网格细化后的装配体分析146
7.1装配体中的网格控制146
7.2实例分析：万向节146
7.3项目描述146
7.4第一部分：使用草稿品质的粗糙网格进行分析147
7.4.1远程载荷148
7.4.2螺栓的紧密配合150
7.4.3螺栓预载150
7.4.4局部相触面组153
7.4.5旋转和轴向刚度156
7.4.6知识库157
7.5第二部分：使用高品质网格进行分析160
7.5.1在薄壁特征上需要的实体单元数量161
7.5.2高宽比例图解161
7.5.3雅可比162
7.6总结167
7.7提问167
练习７-１螺栓接头167
练习７-２遮阳篷170
第8章薄件分析172
8.1薄件172
8.2实例分析:带轮172
8.3第一部分：采用实体单元划分网格173
8.4第二部分：细化实体网格176
8.5实体与壳单元的比较176
8.6第三部分：壳单元——中面曲面177
8.6.1细壳与粗壳的比较178
8.6.2壳网格颜色179
8.6.3更改网格方向180
8.6.4壳单元对齐180
8.6.5自动重新对齐壳曲面181
8.6.6应用对称约束183
8.6.7变形结果185
8.7结果比较185
8.8实例分析：搁栅吊件186
8.9总结190
8.10提问190
练习8-1支架191
练习8-2使用外侧/内侧表面的壳网格194
练习8-3点焊——壳网格197
练习8-4边焊缝接头197
练习8-5容器把手焊缝202
第9章混合网格——壳体和实体204
9.1混合网格204
9.1.1接合壳体和实体网格205
9.1.2混合网格支持的分析类型205
9.2实例分析：压力容器205
9.2.1项目描述205
9.2.2分析装配体205
9.2.3模型准备206
9.2.4材料207
9.2.5体积模量和切变模量208
9.2.6连接有间隙实体209
9.2.7失败诊断212
9.2.8小特征网格划分212
9.3总结216
9.4提问216
练习混合网格分析216
第10章混合网格——实体、梁和壳单元223
10.1混合划分网格223
10.2实例讨论：颗粒分离器223
10.2.1项目描述223
10.2.2单元选择223
10.2.3梁单元223
10.2.4关键步骤224
10.2.5横梁接点：位置226
10.2.6横梁接点类型226
10.2.7连接及断开的接点227
10.2.8横截面的第一方向及第二方向233
10.2.9弯矩和剪力图表234
10.3总结235
练习10-1传送架 235
练习10-2柜子242
练习10-3框架结构刚度249
第11章设计情形250
11.1设计算例250
11.2实例分析：悬架设计250
11.2.1项目描述250
11.2.2关键步骤250
11.3第一部分：多载荷情形251
11.3.1多个设计算例252
11.3.2设计情形结果256
11.4第二部分：几何修改258
11.5总结262
练习矩形平台262
第12章热应力分析268
12.1热应力分析简述268
12.2实例分析：双层金属带268
12.2.1项目描述268
12.2.2材料属性269
12.2.3输入温度273
12.2.4平均应力274
12.2.5提问278
12.3在局部坐标系中检查结果（选做）278
12.4保存变形后的模型279
12.5总结280
第13章自适应网格281
13.1自适应网格简述281
13.2实例分析：悬臂支架281
13.2.1项目描述282
13.2.2几何体准备282
13.3h-自适应算例284
13.3.1h-自适应选项284
13.3.2h-自适应图解286
13.3.3收敛图表287
13.3.4回顾h-自适应求解287
13.3.5应变能误差并非应力误差289
13.4p-自适应算例289
13.4.1p-自适应求解方法289
13.4.2h-单元与p-单元290
13.4.3方法比较292
13.5h-单元与p-单元总结292
13.6总结293
第14章大位移分析294
14.1小位移与大位移分析的比较294
14.2实例分析：夹钳294
14.3第一部分：小位移线性分析295
14.3.1结果讨论296
14.3.2小位移及大位移分析中的接触结果296
14.4第二部分：大位移非线性分析296
14.4.1永久变形298
14.4.2SolidWorks Simulation Premium298
14.5总结298
14.6提问298
附录299
附录A网格划分、解算器299
附录B用户帮助308
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对SolidWorks Simulation的印象一直停留在“高大上”的层面，觉得那是只有专业工程师才能玩转的工具。但《SolidWorks Simulation基础教程》彻底颠覆了我的认知。这本书最让我惊喜的是，它非常注重理论与实践的结合。在讲解每一个功能时，作者都会给出非常贴近实际工程应用的案例，比如模拟一个支架在承受风载荷时的变形和应力分布，或者分析一个螺栓连接的强度。这些案例让我明白，原来仿真不仅仅是画画图、点点鼠标，而是能够真正解决工程难题、优化设计方案的有力武器。我尤其赞赏书中关于结果解读的部分，它详细讲解了如何分析位移图、应力图、应变图等，并提供了判断仿真结果是否可靠的指导原则。这一点非常关键，因为很多初学者容易被复杂的图表吓倒，或者对仿真结果产生误解。这本书就像一位耐心的老师，一步步地教会我如何“读懂”仿真结果，并从中提取有价值的信息，为我的设计决策提供科学依据。

评分☆☆☆☆☆

在寻找一本能够系统学习SolidWorks Simulation的书籍时，《SolidWorks Simulation基础教程》脱颖而出。我之前也看过一些零散的教程，但总感觉不成体系，学习起来断断续续。这本书最大的优点在于它的完整性和系统性。从软件的安装、环境配置开始，到各项基本分析的深入讲解，再到高级功能的介绍，都安排得井井有条。我特别欣赏书中对不同类型分析的区分和讲解，比如静态分析、模态分析、屈曲分析等等，并详细说明了它们各自的应用场景和注意事项。对于新手来说，能够清晰地分辨这些分析类型，并知道何时选择哪种分析，是至关重要的第一步。此外，书中还穿插了一些工程设计中的常见误区和经验分享，这些细节的补充让这本书不仅仅是一本技术手册，更充满了实践智慧。学习过程中，我感觉自己不再是孤军奋战，而是有了一个可靠的向导，带领我一步步探索SolidWorks Simulation的广阔天地。

评分☆☆☆☆☆

我尝试过一些其他的SolidWorks仿真学习资源，但往往要么过于理论化，要么操作流程过于简略。而《SolidWorks Simulation基础教程》的出现，恰好填补了我的学习空白。这本书的编排非常人性化，它不像某些书籍那样堆砌大量的理论，而是将理论知识融入到实际操作的讲解中。我尤其喜欢它在案例分析中对参数设置的详细说明，比如材料属性的选取、载荷的类型和大小、约束的精确定义等等，每一个环节都考虑得非常周全。这本书的亮点在于，它不仅教会我如何使用Simulation模块，更重要的是，它培养了我分析问题、解决问题的思维方式。在阅读过程中，我不断地思考，如果在实际工程中遇到类似的问题，我应该如何运用所学的知识去解决。这本书让我感受到，SolidWorks Simulation不仅仅是一个软件工具，它更是一种解决工程问题的强大思维框架。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个对机械仿真充满好奇，但又缺乏实践经验的学习者来说，《SolidWorks Simulation基础教程》无疑是一本极具价值的入门读物。这本书的语言风格非常亲切，没有那些晦涩难懂的专业术语，即便是初学者也能轻松理解。我喜欢它在讲解过程中使用的比喻和类比，让那些抽象的概念变得具体生动。例如，在解释网格划分对仿真精度的影响时，作者用“将一个大物体切分成许多小块，每个小块的形状越规整，计算起来就越准确”来形容，这让我立刻就明白了其中的道理。而且，书中的图文并茂，大量的截图清晰地展示了操作步骤，让我在跟着练习时不会感到迷茫。最让我感动的是，作者在讲解过程中，会反复强调一些关键的注意事项和容易出错的地方，这让我少走了很多弯路。这本书不仅仅是告诉“怎么做”，更是教会我“为什么这么做”，这对于建立牢固的仿真基础至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是打开了新世界的大门！我一直对机械设计和仿真有着浓厚的兴趣，但苦于没有合适的入门途径。偶然间翻到《SolidWorks Simulation基础教程》，简直是及时雨。虽然我不是SolidWorks的初学者，但对Simulation模块确实是一窍不通。这本书从最基础的概念讲起，比如什么是有限元分析，它在工程实践中扮演着怎样的角色。作者的讲解逻辑清晰，循序渐进，一点点地引导读者熟悉Simulation的界面和基本操作。我最喜欢的是它没有直接跳到复杂的案例，而是先从简单的受力分析入手，通过几个易于理解的小例子，让我快速掌握了载荷施加、约束设置、网格划分以及结果解读的基本流程。特别是网格划分的部分，书里详细解释了不同类型网格的优缺点，以及如何根据实际情况选择合适的网格密度，这对我来说是之前完全没有概念的地方。读完基础章节，我已经能自信地处理一些简单的结构强度问题了。这不仅仅是一本操作指南，更像是一位经验丰富的导师，在用最浅显易懂的方式传授宝贵的知识。

评分☆☆☆☆☆

机械工程师有限元分析入门必备。

评分☆☆☆☆☆

机械工程师有限元分析入门必备。

评分☆☆☆☆☆

机械工程师有限元分析入门必备。

评分☆☆☆☆☆

不浮躁的一本教程书，算是simulation入门的好开始。每个章节有一些假设，中间分析再到后来的论证是否成立。假设不一定就是正确的，给留下一些思考的空间。

评分☆☆☆☆☆

机械工程师有限元分析入门必备。