內容簡介
     《計算機輔助分析(CAE)係列:SolidWorks 2014有限元、虛擬樣機與流場分析從入門到精通》包含SolidWorks2014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。全書包括草圖設計技術、零件造型技術、裝配技術、基於裝配的關聯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。為瞭方便廣大讀者更加形象直觀地學習《計算機輔助分析(CAE)係列:SolidWorks 2014有限元、虛擬樣機與流場分析從入門到精通》,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工業設計相關操作實例的錄屏講解AVI電子教材。《計算機輔助分析(CAE)係列:SolidWorks 2014有限元、虛擬樣機與流場分析從入門到精通》適閤自學用戶,包括製造類企業的工程技術人員、並可作為高校機械專業的課程設計用書及CAD/CAE課程教材。     
內頁插圖
          目錄
   前言
第1章 SolidWorks 2014概述
1.1 初識SolidWorks 2014
1.1.1 啓動SolidWorks 2014
1.1.2 新建文件
1.1.3 打開文件
1.1.4 保存文件
1.1.5 退齣SolidWorks 2014
1.2 SolidWorks用戶界麵
1.3 SolidWorks工作環境設置
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 設置實體顔色
1.3.6 設置單位
第2章 草圖相關技術
2.1 創建草圖平麵
2.2 草圖的創建與約束
2.2.1 幾何關係的約束
2.2.2 驅動尺寸的約束
2.2.3 草圖的繪製
2.3 草圖CAGD的功能
2.4 利用AutoCAD現有圖形
2.5 綜閤實例——底座草圖
第3章 零件造型和特徵相關技術
3.1 定位特徵
3.1.1 基準麵
3.1.2 基準軸
3.1.3 坐標係
3.1.4 參考點
3.2 基於草圖的特徵
3.2.1 拉伸
3.2.2 鏇轉
3.2.3 掃描
3.2.4 放樣
3.3 基於特徵的特徵
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 孔特徵
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 舊製孔
3.4.7 在基準麵上生成孔
3.5 特徵陣列
3.5.1 綫性陣列
3.5.2 圓周陣列
3.5.3 草圖驅動的陣列
3.5.4 麯綫驅動陣列
3.5.5 錶格驅動的陣列
第4章 典型零件的創建實例
4.1 管接頭類零件的創建
4.2 法蘭類零件的創建
4.3 軸類零件的創建
4.4 全切削加工零件的創建
4.5 鑄、鍛毛坯類零件的創建
4.6 齒輪類零件的造型
4.7 叉架類零件的創建
4.8 操作件類零件的創建
4.9 螺母緊固件的創建
4.10 鈑金零件設計
4.11 趣味零件造型
第5章 裝配和基於裝配的設計技術
5.1 零部件的插入
5.2 零部件的約束關係
5.3 零部件陣列
5.4 零部件鏡嚮
5.5 子裝配
5.6 零件順序
5.7 基於裝配約束的關聯設計技術
5.7.1 利用裝配約束設計零件的參數
5.7.2 基於已有零件輪廓投影進行關聯設計
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 乾涉檢查
5.9.1 動態乾涉檢查
5.9.2 靜態乾涉檢查
5.10 綜閤實例——傳動裝配體
5.10.1 創建裝配圖
5.10.2 創建爆炸視圖
第6章 動畫製作
6.1 模型的外觀效果
6.1.1 配置顔色和光學效果
6.1.2 賦予零件材質
6.2 模型分析
6.2.1 測量
6.2.2 截麵屬性
6.2.3 質量屬性
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 動畫嚮導
6.4.1 鏇轉
6.4.2 爆炸/解除爆炸
6.5 動畫
6.5.1 基於關鍵幀動畫
6.5.2 實例——創建盒子的動畫
6.5.3 基於馬達的動畫
6.5.4 實例——製動器裝配體動畫
6.5.5 基於相機橇的動畫
6.5.6 實例——傳動裝配體基於相機的動畫
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——傳動臂應力分析
第8章 SolidWorks Simulation 2014的應用
8.1 SolidWorks Simulation 2014功能和特點
8.2 SolidWorks Simulation2014的啓動
8.3 SolidWorks Simulation 2014的應用
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 網格的劃分和控製
8.3.5 運行分析與觀察結果
第9章 工程用有限元分析技術實例
9.1 簡單拉壓杆結構
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 杆係穩定性計算
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 柱塞的應力集中問題
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 綜閤分析
第10章 SolidWorks Motion 2014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 數字化功能樣機及機械係統動力學分析
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分析麯柄滑塊機構
10.3.1 SolidWorks Motion 2014的啓動
10.3.2 麯柄滑塊機構的參數設置
第11章 SolidWorks Motion 2014仿真分析實例
11.1 連杆運動機構
11.1.1 調入模型設置參數
11.1.2 仿真求解
11.2 閥門凸輪機構
11.2.1 調入模型設置參數
11.2.2 仿真求解
11.2.3 優化設計
11.3 挖掘機運動
11.3.1 調入模型設置參數
11.3.2 仿真求解
11.4 球擺機構
11.4.1 調入模型設置參數
11.4.2 仿真求解
11.4.3 支架受力分析
第12章 SolidWorks Flow Simulation 2014技術基礎
12.1 計算流體動力學基礎
12.1.1 連續介質模型
12.1.2 流體的基本性質
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製方程
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的網格技術
12.3 球閥設計實例
第13章 SolidWorks Flow Simulation 2014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      
前言/序言
       
				 
				
				
					《CAE係列:SolidWorks 2014有限元、虛擬樣機與流場分析從入門到精通》  圖書簡介  本書是一本聚焦於SolidWorks 2014軟件在有限元分析(FEA)、虛擬樣機(Virtual Prototyping)和流體動力學分析(CFD)三大核心工程仿真領域的全麵指南。它旨在幫助讀者從零基礎到精通,掌握使用SolidWorks內置仿真工具解決實際工程問題的能力。本書內容詳實,結構清晰,理論與實踐相結閤,是工程師、設計師、學生以及任何希望提升産品開發效率和質量的技術人員的寶貴參考。  核心內容概覽:  本書將帶領讀者深入探索SolidWorks 2014強大的仿真模塊,通過係統性的講解和豐富的實例,逐步解鎖其在結構力學、運動仿真和流體分析方麵的能力。  第一部分:SolidWorks 2014有限元分析(FEA)  這一部分將詳細介紹SolidWorks 2014的Simulation模塊,讓讀者掌握如何利用有限元方法對零部件和裝配體進行應力、應變、位移、模態等一係列力學性能的分析。     基礎概念與工作流程:        有限元分析簡介: 簡要介紹有限元法的基本原理、離散化過程以及在工程分析中的重要性。        SolidWorks Simulation環境: 熟悉SolidWorks Simulation的界麵布局、菜單選項、工具欄以及工作流程。        前處理(Pre-processing):            幾何模型的準備: 如何處理CAD模型以適應仿真要求,包括簡化、修復(如去除小特徵、縫隙)等。            材料屬性的定義: 學習如何從SolidWorks材料庫中選擇或自定義材料的力學性能(如彈性模量、泊鬆比、密度、屈服強度等)。            網格劃分(Meshing): 掌握不同網格類型(四麵體、六麵體等)的選擇與應用,以及網格密度、質量和精細化對分析結果的影響。重點講解自動網格劃分、手動控製和網格質量檢查。            載荷(Loads)的施加: 詳細講解各種載荷類型的定義,包括力、壓力、扭矩、位移約束、固定約束、溫度載荷、重力等,以及如何精確地將載荷施加到模型上。            連接(Connectors)的定義: 學習如何模擬零部件之間的連接關係,包括邊接觸、麵接觸、螺栓連接、焊接、彈簧連接、剛體連接等。        求解(Solving): 瞭解SolidWorks Simulation的求解器類型(直觀求解器、非綫性求解器),以及求解過程的設置和監控。        後處理(Post-processing):            結果的查看與解讀: 如何生成和顯示應力雲圖、位移雲圖、應變雲圖、安全係數圖等,並理解這些結果的物理意義。            圖錶與數據報告: 學習如何創建載荷-位移麯綫、應力-應變麯綫,以及生成詳細的仿真報告。            優化與迭代: 基於仿真結果,學習如何調整設計參數,進行迭代優化,以滿足性能要求。    典型工程分析實例:        靜態應力分析: 分析承受靜態載荷的零件或裝配體的應力分布和變形情況,例如支架、框架、壓力容器等。        模態分析(振動分析): 確定結構的固有頻率和振型,避免結構在工作狀態下發生共振。例如,分析橋梁、機械臂的固有頻率。        屈麯分析: 分析薄壁結構在受壓載荷下可能發生的失穩現象。        疲勞分析(Fatigue Analysis): 評估結構在循環載荷下的壽命,預測其疲勞破壞的可能性。        熱應力分析: 分析溫度變化引起的應力與變形。        配對接觸分析: 針對復雜裝配體的接觸關係進行詳細分析。  第二部分:SolidWorks 2014虛擬樣機(Virtual Prototyping)  本部分將深入探討SolidWorks Motion模塊,使讀者能夠對機械係統進行動態仿真,預測其運動行為,評估機構的性能,並識彆潛在的乾涉和碰撞問題。     運動仿真基礎:        SolidWorks Motion環境: 熟悉Motion分析環境的設置和選項。        運動算子的創建與應用:            配閤(Mates)的轉換: 如何將SolidWorks的配閤關係轉化為運動算子,例如距離配閤、角度配閤、同心配閤等。            馬達(Motors): 學習如何施加各種類型的馬達,如速度馬達、扭矩馬達、力馬達,以驅動運動。            彈簧(Springs)與阻尼器(Dampers): 模擬彈簧的恢復力和阻尼器的阻尼效應。            重力(Gravity)與力(Forces): 施加外力或利用重力進行仿真。            傳感器(Sensors): 設置傳感器以測量位移、速度、加速度、力、轉矩等參數。    運動仿真流程與後處理:        定義運動約束: 確保機構的自由度被正確約束,形成可解的運動。        設置仿真參數: 確定仿真時間、步長、精度等。        運行仿真與結果分析: 觀察運動過程,生成運動軌跡、速度、加速度、力/力矩麯綫等。        乾涉與碰撞檢測: 在運動過程中識彆零部件之間的乾涉和碰撞,並進行分析。    典型虛擬樣機實例:        連杆機構仿真: 分析麯柄滑塊、四連杆等機構的運動規律。        齒輪傳動仿真: 模擬齒輪嚙閤,分析傳動比和輸齣。        機器人手臂仿真: 模擬多自由度機器人的運動軌跡和關節力。        車輛懸掛係統仿真: 分析車輛在不同路況下的懸掛運動。        凸輪機構仿真: 分析凸輪輪廓對從動件運動的影響。        裝配體運動仿真: 對包含復雜運動的裝配體進行整體運動模擬。  第三部分:SolidWorks 2014流場分析(CFD)  本部分將介紹SolidWorks Flow Simulation模塊,使讀者能夠對流體流動和傳熱現象進行仿真分析,從而優化産品設計,提高性能,並解決與流體相關的工程問題。     流體動力學基礎與Flow Simulation入門:        CFD基本原理: 簡要介紹流體力學基本方程(Navier-Stokes方程)以及CFD方法的原理。        Flow Simulation工作流程: 熟悉Flow Simulation插件的安裝、激活和基本操作。        前處理:            流體域的定義: 確定需要分析的流體區域,包括內部流和外部流。            幾何模型的準備: 簡化模型,處理薄壁、小特徵等對流場影響較小的部分。            材料屬性: 定義流體和固體材料的屬性(密度、粘度、導熱係數等)。            邊界條件(Boundary Conditions)的設置:                入口(Inlets): 定義入口的速度、流量、壓力等。                齣口(Outlets): 定義齣口壓力或自由齣流。                壁麵(Walls): 定義壁麵的性質,如光滑度、溫度、熱流密度等。                對稱邊界(Symmetry): 利用對稱性減少計算量。                周期性邊界(Periodic): 適用於周期性結構。            網格劃分: 學習如何進行流場網格的劃分,包括全局網格和局部網格控製,以及網格質量對精度的影響。        求解:            流體流動類型: 層流、湍流的選擇與判彆。            熱量傳遞: 考慮自然對流、強製對流、熱傳導等。            仿真設置: 瞬態分析、穩態分析的選擇,求解器選項。        後處理:            結果的可視化: 流綫圖、速度矢量圖、壓力雲圖、溫度雲圖、切麵圖、體渲染圖等。            關鍵參數的提取: 計算流量、壓力損失、阻力係數、升力係數、換熱係數、功率損耗等。            力計算: 計算作用在物體上的總力和力矩。            報告生成: 生成包含圖錶和數據的仿真報告。    典型流場分析實例:        空氣動力學分析: 分析汽車、飛機、建築等外部流動的阻力、升力。        管道流分析: 模擬流體在管道中的流動,計算壓力損失和速度分布。        換熱器設計: 分析流體與固體之間的熱交換效率。        風扇與泵的性能評估: 模擬風扇或泵的工作特性。        室內通風與熱環境分析: 模擬室內空氣流動和溫度分布,用於舒適性評估。        電子設備散熱分析: 評估散熱器和風扇的散熱效果。  本書特色:     緊密結閤SolidWorks 2014: 所有操作和案例均基於SolidWorks 2014進行講解,確保讀者能夠直接上手實踐。    由淺入深,循序漸進: 從基本概念和界麵操作入手,逐步深入到高級功能和復雜應用。    豐富的實戰案例: 每個知識點都配有精心設計的實際工程案例,幫助讀者理解理論知識在實際問題中的應用。    強調工程思維: 不僅教授軟件操作,更注重培養讀者的工程分析思維和問題解決能力。    附贈DVD-ROM光盤: 光盤中包含本書所有案例的源文件、演示視頻以及其他輔助學習資源,極大地提高瞭學習效率。    麵嚮廣泛讀者群體: 適閤機械設計、製造、工程力學、航空航天、汽車工程等相關專業的學生、教師、工程師和技術人員。  通過學習本書,讀者將能夠充分利用SolidWorks 2014強大的仿真功能,縮短産品開發周期,降低研發成本,提升産品性能和可靠性,從而在激烈的市場競爭中獲得優勢。