计算机辅助分析（CAE）系列：SolidWorks 2014有限元、虚拟样机与流场分析从入门到精通（附DVD-ROM光盘1张） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡仁喜，卢海星 等 著

图书标签:

• SolidWorks
• 有限元分析
• CAE
• 虚拟样机
• 流场分析
• 工程仿真
• SolidWorks 2014
• 机械设计
• 仿真技术
• 入门教程

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111471257

版次：3

商品编码：11537733

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 计算机辅助分析（CAE）系列

开本：16开

出版时间：2014-08-01

用纸：胶版纸

页数：394

字数：626000

正文语种：中文

附件：DVD-ROM光盘

附件数量：

内容简介

　　《计算机辅助分析（CAE）系列：SolidWorks 2014有限元、虚拟样机与流场分析从入门到精通》包含SolidWorks2014建模设计和高级分析两大部分，以机械工程设计与分析为中心，贯穿从初级建模到高级分析的工程实践全过程。全书包括草图设计技术、零件造型技术、装配技术、基于装配的关联设计技术和有限元分析技术、多体动力学虚拟样机技术和流场分析技术。为了方便广大读者更加形象直观地学习《计算机辅助分析（CAE）系列：SolidWorks 2014有限元、虚拟样机与流场分析从入门到精通》，随书配赠多媒体光盘，包含全书实例操作过程录屏讲解AVI文件和实例源文件，以及额外赠送的SolidWorks工业设计相关操作实例的录屏讲解AVI电子教材。《计算机辅助分析（CAE）系列：SolidWorks 2014有限元、虚拟样机与流场分析从入门到精通》适合自学用户，包括制造类企业的工程技术人员、并可作为高校机械专业的课程设计用书及CAD/CAE课程教材。

内页插图

目录

前言

第1章 SolidWorks 2014概述
1.1 初识SolidWorks 2014
1.1.1 启动SolidWorks 2014
1.1.2 新建文件
1.1.3 打开文件
1.1.4 保存文件
1.1.5 退出SolidWorks 2014
1.2 SolidWorks用户界面
1.3 SolidWorks工作环境设置
1.3.1 设置工具栏
1.3.2 设置工具栏命令按钮
1.3.3 设置快捷键
1.3.4 设置背景
1.3.5 设置实体颜色
1.3.6 设置单位

第2章 草图相关技术
2.1 创建草图平面
2.2 草图的创建与约束
2.2.1 几何关系的约束
2.2.2 驱动尺寸的约束
2.2.3 草图的绘制
2.3 草图CAGD的功能
2.4 利用AutoCAD现有图形
2.5 综合实例——底座草图

第3章 零件造型和特征相关技术
3.1 定位特征
3.1.1 基准面
3.1.2 基准轴
3.1.3 坐标系
3.1.4 参考点
3.2 基于草图的特征
3.2.1 拉伸
3.2.2 旋转
3.2.3 扫描
3.2.4 放样
3.3 基于特征的特征
3.3.1 倒角
3.3.2 圆角
3.3.3 抽壳
3.3.4 筋
3.3.5 拔模
3.3.6 圆顶
3.3.7 比例缩放
3.3.8 镜像
3.4 孔特征
3.4.1 简单直孔
3.4.2 柱形沉头孔
3.4.3 锥形沉头孔
3.4.4 通用孔
3.4.5 螺纹孔
3.4.6 旧制孔
3.4.7 在基准面上生成孔
3.5 特征阵列
3.5.1 线性阵列
3.5.2 圆周阵列
3.5.3 草图驱动的阵列
3.5.4 曲线驱动阵列
3.5.5 表格驱动的阵列

第4章 典型零件的创建实例
4.1 管接头类零件的创建
4.2 法兰类零件的创建
4.3 轴类零件的创建
4.4 全切削加工零件的创建
4.5 铸、锻毛坯类零件的创建
4.6 齿轮类零件的造型
4.7 叉架类零件的创建
4.8 操作件类零件的创建
4.9 螺母紧固件的创建
4.10 钣金零件设计
4.11 趣味零件造型

第5章 装配和基于装配的设计技术
5.1 零部件的插入
5.2 零部件的约束关系
5.3 零部件阵列
5.4 零部件镜向
5.5 子装配
5.6 零件顺序
5.7 基于装配约束的关联设计技术
5.7.1 利用装配约束设计零件的参数
5.7.2 基于已有零件轮廓投影进行关联设计
5.8 爆炸视图
5.8.1 生成爆炸视图
5.8.2 编辑爆炸视图
5.9 干涉检查
5.9.1 动态干涉检查
5.9.2 静态干涉检查
5.10 综合实例——传动装配体
5.10.1 创建装配图
5.10.2 创建爆炸视图

第6章 动画制作
6.1 模型的外观效果
6.1.1 配置颜色和光学效果
6.1.2 赋予零件材质
6.2 模型分析
6.2.1 测量
6.2.2 截面属性
6.2.3 质量属性
6.3 运动算例
6.3.1 新建运动算例
6.3.2 运动算例MotionManager简介
6.4 动画向导
6.4.1 旋转
6.4.2 爆炸/解除爆炸
6.5 动画
6.5.1 基于关键帧动画
6.5.2 实例——创建盒子的动画
6.5.3 基于马达的动画
6.5.4 实例——制动器装配体动画
6.5.5 基于相机橇的动画
6.5.6 实例——传动装配体基于相机的动画
6.6 保存动画

第7章 有限元法与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应用——传动臂应力分析

第8章 SolidWorks Simulation 2014的应用
8.1 SolidWorks Simulation 2014功能和特点
8.2 SolidWorks Simulation2014的启动
8.3 SolidWorks Simulation 2014的应用
8.3.1 算例专题
8.3.2 定义材料属性
8.3.3 载荷和约束
8.3.4 网格的划分和控制
8.3.5 运行分析与观察结果

第9章 工程用有限元分析技术实例
9.1 简单拉压杆结构
9.1.1 问题描述
9.1.2 建模
9.1.3 分析
9.2 梁的弯扭问题
9.2.1 问题描述
9.2.2 建模
9.2.3 分析
9.3 杆系稳定性计算
9.3.1 问题描述
9.3.2 建模
9.3.3 分析
9.4 实体振动分析
9.4.1 问题描述
9.4.2 建模
9.4.3 分析
9.5 轴承载荷下的零件应力分析
9.5.1 问题描述
9.5.2 建模
9.5.3 分析
9.6 压力容器的应力分析设计
9.6.1 问题描述
9.6.2 建模
9.6.3 分析
9.7 柱塞的应力集中问题
9.7.1 问题描述
9.7.2 建模
9.7.3 分析
9.8 温度场分析
9.8.1 问题描述
9.8.2 建模
9.8.3 分析
9.9 掉落测试
9.9.1 问题描述
9.9.2 建模
9.9.3 分析
9.10 疲劳分析
9.10.1 问题描述
9.10.2 建模
9.10.3 分析
9.11 综合分析

第10章 SolidWorks Motion 2014技术基础
10.1 虚拟样机技术及运动仿真
10.1.1 虚拟样机技术
10.1.2 数字化功能样机及机械系统动力学分析
10.2 Motion分析运动算例
10.2.1 弹簧
10.2.2 阻尼
10.2.3 接触
10.2.4 引力
10.3 用SolidWorks Motion分析曲柄滑块机构
10.3.1 SolidWorks Motion 2014的启动
10.3.2 曲柄滑块机构的参数设置

第11章 SolidWorks Motion 2014仿真分析实例
11.1 连杆运动机构
11.1.1 调入模型设置参数
11.1.2 仿真求解
11.2 阀门凸轮机构
11.2.1 调入模型设置参数
11.2.2 仿真求解
11.2.3 优化设计
11.3 挖掘机运动
11.3.1 调入模型设置参数
11.3.2 仿真求解
11.4 球摆机构
11.4.1 调入模型设置参数
11.4.2 仿真求解
11.4.3 支架受力分析

第12章 SolidWorks Flow Simulation 2014技术基础
12.1 计算流体动力学基础
12.1.1 连续介质模型
12.1.2 流体的基本性质
12.1.3 作用在流体上的力
12.1.4 流动分析基础
12.1.5 流体运动的基本概念
12.1.6 流体流动及换热的基本控制方程
12.1.7 边界层理论
12.2 SolidWorks Flow Simulation基础
12.2.1 SolidWorks Flow Simulation的应用领域
12.2.2 SolidWorks Flow Simulation的使用流程
12.2.3 SolidWorks Flow Simulation的网格技术
12.3 球阀设计实例

第13章 SolidWorks Flow Simulation 2014分析实例
13.1 电子设备散热问题
13.2 非牛顿流体的通道圆柱绕流
13.3 管道摩擦阻力

前言/序言

《CAE系列：SolidWorks 2014有限元、虚拟样机与流场分析从入门到精通》 图书简介 本书是一本聚焦于SolidWorks 2014软件在有限元分析（FEA）、虚拟样机（Virtual Prototyping）和流体动力学分析（CFD）三大核心工程仿真领域的全面指南。它旨在帮助读者从零基础到精通，掌握使用SolidWorks内置仿真工具解决实际工程问题的能力。本书内容详实，结构清晰，理论与实践相结合，是工程师、设计师、学生以及任何希望提升产品开发效率和质量的技术人员的宝贵参考。 核心内容概览： 本书将带领读者深入探索SolidWorks 2014强大的仿真模块，通过系统性的讲解和丰富的实例，逐步解锁其在结构力学、运动仿真和流体分析方面的能力。 第一部分：SolidWorks 2014有限元分析（FEA） 这一部分将详细介绍SolidWorks 2014的Simulation模块，让读者掌握如何利用有限元方法对零部件和装配体进行应力、应变、位移、模态等一系列力学性能的分析。 基础概念与工作流程： 有限元分析简介： 简要介绍有限元法的基本原理、离散化过程以及在工程分析中的重要性。 SolidWorks Simulation环境： 熟悉SolidWorks Simulation的界面布局、菜单选项、工具栏以及工作流程。 前处理（Pre-processing）： 几何模型的准备： 如何处理CAD模型以适应仿真要求，包括简化、修复（如去除小特征、缝隙）等。 材料属性的定义： 学习如何从SolidWorks材料库中选择或自定义材料的力学性能（如弹性模量、泊松比、密度、屈服强度等）。 网格划分（Meshing）： 掌握不同网格类型（四面体、六面体等）的选择与应用，以及网格密度、质量和精细化对分析结果的影响。重点讲解自动网格划分、手动控制和网格质量检查。 载荷（Loads）的施加： 详细讲解各种载荷类型的定义，包括力、压力、扭矩、位移约束、固定约束、温度载荷、重力等，以及如何精确地将载荷施加到模型上。 连接（Connectors）的定义： 学习如何模拟零部件之间的连接关系，包括边接触、面接触、螺栓连接、焊接、弹簧连接、刚体连接等。 求解（Solving）： 了解SolidWorks Simulation的求解器类型（直观求解器、非线性求解器），以及求解过程的设置和监控。 后处理（Post-processing）： 结果的查看与解读： 如何生成和显示应力云图、位移云图、应变云图、安全系数图等，并理解这些结果的物理意义。 图表与数据报告： 学习如何创建载荷-位移曲线、应力-应变曲线，以及生成详细的仿真报告。 优化与迭代： 基于仿真结果，学习如何调整设计参数，进行迭代优化，以满足性能要求。 典型工程分析实例： 静态应力分析： 分析承受静态载荷的零件或装配体的应力分布和变形情况，例如支架、框架、压力容器等。 模态分析（振动分析）： 确定结构的固有频率和振型，避免结构在工作状态下发生共振。例如，分析桥梁、机械臂的固有频率。 屈曲分析： 分析薄壁结构在受压载荷下可能发生的失稳现象。 疲劳分析（Fatigue Analysis）： 评估结构在循环载荷下的寿命，预测其疲劳破坏的可能性。 热应力分析： 分析温度变化引起的应力与变形。 配对接触分析： 针对复杂装配体的接触关系进行详细分析。 第二部分：SolidWorks 2014虚拟样机（Virtual Prototyping） 本部分将深入探讨SolidWorks Motion模块，使读者能够对机械系统进行动态仿真，预测其运动行为，评估机构的性能，并识别潜在的干涉和碰撞问题。 运动仿真基础： SolidWorks Motion环境： 熟悉Motion分析环境的设置和选项。 运动算子的创建与应用： 配合（Mates）的转换： 如何将SolidWorks的配合关系转化为运动算子，例如距离配合、角度配合、同心配合等。 马达（Motors）： 学习如何施加各种类型的马达，如速度马达、扭矩马达、力马达，以驱动运动。 弹簧（Springs）与阻尼器（Dampers）： 模拟弹簧的恢复力和阻尼器的阻尼效应。 重力（Gravity）与力（Forces）： 施加外力或利用重力进行仿真。 传感器（Sensors）： 设置传感器以测量位移、速度、加速度、力、转矩等参数。 运动仿真流程与后处理： 定义运动约束： 确保机构的自由度被正确约束，形成可解的运动。 设置仿真参数： 确定仿真时间、步长、精度等。 运行仿真与结果分析： 观察运动过程，生成运动轨迹、速度、加速度、力/力矩曲线等。 干涉与碰撞检测： 在运动过程中识别零部件之间的干涉和碰撞，并进行分析。 典型虚拟样机实例： 连杆机构仿真： 分析曲柄滑块、四连杆等机构的运动规律。 齿轮传动仿真： 模拟齿轮啮合，分析传动比和输出。 机器人手臂仿真： 模拟多自由度机器人的运动轨迹和关节力。 车辆悬挂系统仿真： 分析车辆在不同路况下的悬挂运动。 凸轮机构仿真： 分析凸轮轮廓对从动件运动的影响。 装配体运动仿真： 对包含复杂运动的装配体进行整体运动模拟。 第三部分：SolidWorks 2014流场分析（CFD） 本部分将介绍SolidWorks Flow Simulation模块，使读者能够对流体流动和传热现象进行仿真分析，从而优化产品设计，提高性能，并解决与流体相关的工程问题。 流体动力学基础与Flow Simulation入门： CFD基本原理： 简要介绍流体力学基本方程（Navier-Stokes方程）以及CFD方法的原理。 Flow Simulation工作流程： 熟悉Flow Simulation插件的安装、激活和基本操作。 前处理： 流体域的定义： 确定需要分析的流体区域，包括内部流和外部流。 几何模型的准备： 简化模型，处理薄壁、小特征等对流场影响较小的部分。 材料属性： 定义流体和固体材料的属性（密度、粘度、导热系数等）。 边界条件（Boundary Conditions）的设置： 入口（Inlets）： 定义入口的速度、流量、压力等。 出口（Outlets）： 定义出口压力或自由出流。 壁面（Walls）： 定义壁面的性质，如光滑度、温度、热流密度等。 对称边界（Symmetry）： 利用对称性减少计算量。 周期性边界（Periodic）： 适用于周期性结构。 网格划分： 学习如何进行流场网格的划分，包括全局网格和局部网格控制，以及网格质量对精度的影响。 求解： 流体流动类型： 层流、湍流的选择与判别。 热量传递： 考虑自然对流、强制对流、热传导等。 仿真设置： 瞬态分析、稳态分析的选择，求解器选项。 后处理： 结果的可视化： 流线图、速度矢量图、压力云图、温度云图、切面图、体渲染图等。 关键参数的提取： 计算流量、压力损失、阻力系数、升力系数、换热系数、功率损耗等。 力计算： 计算作用在物体上的总力和力矩。 报告生成： 生成包含图表和数据的仿真报告。 典型流场分析实例： 空气动力学分析： 分析汽车、飞机、建筑等外部流动的阻力、升力。 管道流分析： 模拟流体在管道中的流动，计算压力损失和速度分布。 换热器设计： 分析流体与固体之间的热交换效率。 风扇与泵的性能评估： 模拟风扇或泵的工作特性。 室内通风与热环境分析： 模拟室内空气流动和温度分布，用于舒适性评估。 电子设备散热分析： 评估散热器和风扇的散热效果。 本书特色： 紧密结合SolidWorks 2014： 所有操作和案例均基于SolidWorks 2014进行讲解，确保读者能够直接上手实践。 由浅入深，循序渐进： 从基本概念和界面操作入手，逐步深入到高级功能和复杂应用。 丰富的实战案例： 每个知识点都配有精心设计的实际工程案例，帮助读者理解理论知识在实际问题中的应用。 强调工程思维： 不仅教授软件操作，更注重培养读者的工程分析思维和问题解决能力。 附赠DVD-ROM光盘： 光盘中包含本书所有案例的源文件、演示视频以及其他辅助学习资源，极大地提高了学习效率。 面向广泛读者群体： 适合机械设计、制造、工程力学、航空航天、汽车工程等相关专业的学生、教师、工程师和技术人员。 通过学习本书，读者将能够充分利用SolidWorks 2014强大的仿真功能，缩短产品开发周期，降低研发成本，提升产品性能和可靠性，从而在激烈的市场竞争中获得优势。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容组织非常合理，从最基础的CAE概念入手，逐步深入到SolidWorks 2014中有限元、虚拟样机和流场分析的各项具体应用。对于我这样一个在实际工作中经常需要进行产品设计的工程师来说，这本书提供了一个非常系统化的学习框架。例如，在有限元分析部分，它详细介绍了材料属性的定义、载荷和约束的施加、网格的生成与优化，以及结果的后处理和解读。书中对于不同类型的载荷（如力、压强、温度）以及不同类型的约束（如固定约束、位移约束）都有清晰的图文演示，让我能够快速掌握这些基本操作。虚拟样机部分的讲解也非常出色，它不仅涵盖了装配体的创建和管理，还深入讲解了运动仿真和干涉检查等高级功能，这对于我进行复杂机械系统的设计和验证非常有帮助。流场分析部分同样令人满意，它循序渐进地介绍了流体边界条件、求解器设置以及结果的可视化，帮助我理解了如何利用SolidWorks来进行简单的流体动力学分析。DVD中的教学视频和案例文件更是为我提供了宝贵的实践资源。

评分☆☆☆☆☆

我是一名机械工程师，主要负责产品设计和优化。一直以来，我都对CAE技术在提升产品性能、缩短研发周期方面的作用深感认同，但苦于没有系统的学习途径。这本书简直是我期盼已久的“及时雨”。它不仅涵盖了SolidWorks 2014中进行有限元分析、虚拟样机和流场分析的全面内容，更关键的是，它将这些看似复杂的概念，通过实际案例和详尽的图文解析，变得通俗易懂。尤其是在流场分析部分，我一直觉得这是CAE中最难的部分之一，但书中对不同边界条件、湍流模型等的介绍，以及如何设置求解参数，都讲解得非常细致。我尝试着对一个简单的水流通道进行仿真，书中的步骤引导我一步步完成了设置，最终看到了清晰的流场速度和压力分布图，这让我对流体动力学有了更直观的认识。而且，这本书的“从入门到精通”的定位非常准确，从最基础的操作讲起，逐渐深入到更高级的技巧和应用，对于我这种有一定基础但想进一步提升的人来说，非常有价值。光盘里的资料更是提供了丰富的实践素材，让我可以反复练习，巩固所学。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的给了我太多惊喜，我本来对有限元分析什么的了解非常有限，甚至可以说是零基础。但从第一章开始，作者就用非常平实的语言，一步步地讲解SolidWorks 2014里进行CAE分析的基本概念和操作流程。一开始只是抱着试试看的心态，结果发现一点也不枯燥，反而很有趣。书中的例子设计得非常贴合实际，比如一些简单的结构件在不同载荷下的变形分析，我按照书里的步骤一步步操作，看着模型真的发生变化，那种成就感是无法言喻的。而且，它不仅仅是教会你怎么点按钮，更重要的是解释了为什么这么做，背后的物理原理是什么。比如，在讲解网格划分时，它会告诉你不同网格密度对结果精度的影响，以及如何根据实际情况来选择合适的网格。我还特别喜欢它对于虚拟样机部分的讲解，让我理解了如何在设计阶段就进行多部件的装配和运动仿真，这对于提前发现潜在的设计缺陷非常有帮助，比等产品做出来再修改要省时省力得多。DVD光盘里的视频演示和案例文件更是锦上添花，我经常一边看书一边跟着视频操作，学习效率大大提高。总的来说，这本书让我从对CAE的“畏惧”变成了“热爱”，打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受就是“实用”和“全面”。作为一名初学者，我曾经对CAE分析感到望而却步，觉得它离我太遥远。但是，这本书就像一位耐心的老师，一步步地引导我走进CAE的世界。有限元分析部分，它从最基础的建模、网格划分，到载荷施加、结果分析，每一个环节都讲解得非常详细，而且案例贴合实际，我跟着操作，很快就掌握了基本技能。虚拟样机部分更是让我眼前一亮，我从来没想过可以在设计阶段就进行如此精细的运动仿真，书中对于如何设置运动约束、添加接触，以及分析运动过程中的受力情况，都有深入的讲解，这对于我优化机械结构，避免碰撞和卡死非常有帮助。流场分析部分虽然相对复杂一些，但书中也给出了清晰的入门指南，我跟着书中的步骤，对一个简单的风道进行分析，看到了风速和压强的分布，这让我对CFD有了初步的认识。光盘中的DVD-ROM内容非常丰富，视频演示让我更容易理解书本上的文字描述，案例文件也提供了很好的参考。这本书真的让我对SolidWorks的CAE功能有了全新的认识，也激发了我进一步学习的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我买这本书的时候，并没有抱太大的期望，只是觉得SolidWorks 2014的CAE功能我还没怎么深入了解过，想随便翻翻看看。但这本书的质量远远超出了我的想象。它真的把CAE那些复杂的理论，转化成了实际可操作的步骤。我之前一直认为CAE分析需要很高的数学和物理功底，但这本书通过大量的图示和案例，让我在实践中学习，而不是死记硬背公式。特别是虚拟样机那一块，我印象特别深刻。它不只是教你怎么把零件装配起来，更重要的是讲解了如何添加约束、定义运动副，以及如何进行动态仿真。我尝试着对一个简单的机械臂进行运动仿真，看着它按照预设的轨迹运动，并分析每个关节受到的力，这比单纯的静力分析要有趣和实用得多。流场分析的部分也让我眼前一亮，书中对于网格质量的检查和优化，以及如何解释流场结果的讲解，都非常到位。光盘里的DVD-ROM真的太有用了，视频教程非常直观，我跟着视频操作，感觉学习效率提升了好几倍。这本书绝对是我近期买到最实用、最有价值的技术书籍之一。

评分☆☆☆☆☆

很好用，是正版，帮助很大！

评分☆☆☆☆☆

正是我想要的

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不错啊，挺好的书，值得购买

评分☆☆☆☆☆

不错！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！1

评分☆☆☆☆☆

太简单啦！制作也好内容也好，一切都是这样简单

评分☆☆☆☆☆

东西不错，快递也给力。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

书很好，很实用

评分☆☆☆☆☆

好