本書系統介紹了SAMCEF軟件在不同領域的基本理論、使用方法和應用實例。全書從內容上可分為四部分，**部分為SAMCEF軟件的介紹和基本使用，包括有限元方法和有限元軟件介紹，SAMCEF軟件包和功能模塊的分析功能和基礎知識，SAMCEF的安裝方法和啟動，SAMCEF的用戶界面、建模功能、分析數據定義、有限元網格劃分和求解分析過程，以及SAMCEF的后處理；第二部分以實例詳解的方式說明SAMCEF Field建模、線性結構分析、線性模態分析、熱分析、結構非線性分析和機構非線性分析等的具體操作和關鍵技術，每個實例都圖文并茂地介紹了SAMCEF Field的操作流程，并對操作過程進行細致的解釋，可滿足各層次讀者的需求；第三部分著重介紹SAMCEF轉子動力學專業分析軟件包SAMCEF Rotor所涉及的轉子動力學基本理論和分析技術，包括橫向振動和扭轉振動兩部分，并以多個實例介紹了SAMCEF Rotor的使用方法和分析過程；第四部分給出了SAMCEF軟件在其他領域的應用實例，包括復合材料分析實例、電纜線分析實例、流固耦合分析實例和拓撲優化分析實例。通過本書的學習，讀者不僅能夠迅速掌握SAMCEF軟件的操作方法，而且能夠對具體的工程問題進行獨立分析。
本書可作為理工院校相關專業的高年級本科生、研究生、教師學習SAMCEF軟件的參考用書，也可供廣大工程技術人員和科研工作者學習參考使用。
★書中所有案例均經過作者的精挑細選，均為實際工程案例。讓讀者的學習事半功倍。 ★配套資源豐富。附贈光盤包括所有實例的素材文件和視頻講解。
出版說明
前言
第1章 有限元分析和CAE軟件
1.1 有限元分析
1.2 有限元方法和有限元分析的歷史
1.3 有限元分析的工程應用
1.4 有限元分析的流程
1.5 CAE軟件概述和主要的有限元分析軟件
第2章 SAMCEF軟件介紹
2.1 西門子工業軟件比利時有限公司
2.2 SAMCEF的發展歷史
2.3 SAMCEF系列軟件介紹
2.3.1 前后處理軟件SAMCEF Field
2.3.2 通用求解器
2.4 SAMCEF專業分析軟件包
2.4.1 SAMCEF Rotor轉子動力學軟件包
2.4.2 SAMCEF Machine Tools機床分析軟件包
2.4.3 SAMCEF for Wind Turbine風電分析軟件包
2.4.4 SAMCEF Amaryllis高溫分解與燒蝕分析軟件包
2.4.5 SAMCEF for Power Line and Substations輸電線和變電站專業集成軟件包
第3章 SAMCEF基本分析過程
3.1 SAMCEF軟件的安裝
3.1.1 硬件系統要求
3.1.2 軟件系統要求
3.1.3 SAMCEF的安裝
3.2 SAMCEF的啟動和用戶界面
3.2.1 SAMCEF Field的啟動
3.2.2 SAMCEF Field的用戶界面
3.3 SAMCEF Field的菜單界面
3.3.1 SAMCEF Field菜單界面的基本概況
3.3.2 鼠標的使用
3.3.3 人機對話界面（MMI）
3.4 SAMCEF Field V5的功能
3.4.1 參數化
3.4.2 幾何模型
3.4.3 網格
3.4.4 裝配單元
3.4.5 材料特性
3.4.6 分析
3.4.7 工作過程
3.4.8 報告和輸出
3.5 SAMCEF有限元分析簡單實例
3.5.1 問題描述
3.5.2 導入幾何模型
3.5.3 修補幾何模型
3.5.4 數據的定義
3.5.5 生成有限元網格
3.5.6 求解
3.5.7 后處理
第4章 SAMCEF Field建模功能
4.1 概述
4.1.1 建模介紹
4.1.2 建模功能
4.1.3 圖標庫
4.2 創建幾何對象
4.2.1 創建點
4.2.2 創建線
4.2.3 創建面
4.2.4 創建軸
4.2.5 創建無限大平面
4.2.6 創建草圖
4.2.7 拉伸建模
4.2.8 旋轉建模
4.2.9 體素的創建
4.2.10 創建交點或交線
4.2.11 創建螺旋線
4.2.12 創建掃描模型
4.2.13 面合并成殼
4.2.14 粘合
4.2.15 融合
4.2.16 創建區域
4.3 幾何對象的修補
4.3.1 刪除操作
4.3.2 修改操作
4.3.3 特性轉換
4.4 其他基本操作
4.4.1 輸入和輸出
4.4.2 復制和粘貼
4.4.3 投影
4.4.4 修改
4.4.5 分析
4.4.6 爆炸
4.4.7 提取
4.4.8 偏移
4.4.9 復制
4.4.10 移動
4.4.11 放置
4.4.12 凍結
4.4.13 數據資料
4.4.14 參數設置
第5章 分析數據定義
5.1 分析類型
5.1.1 分析類型簡介
5.1.2 更改分析類型
5.1.3 幾種典型的分析類型
5.2 分析數據
5.2.1 分析數據簡介
5.2.2 基本概念
5.2.3 數據庫
5.2.4 局部分析數據
5.2.5 應用數據
5.2.6 分析數據對話框
5.2.7 物理數據類型
5.2.8 特殊的單元
5.3 單元特性定義
5.3.1 單元類型
5.3.2 單元參數定義
5.4 材料數據定義
5.4.1 材料類型
5.4.2 定義方法
5.5 邊界條件
5.5.1 邊界條件類型
5.5.2 各類型邊界條件簡介
5.6 載荷定義
5.6.1 載荷簡介
5.6.2 載荷類型
5.7 裝配連接定義
5.7.1 裝配連接簡介
5.7.2 連接類型簡介
第6章 SAMCEF Field分析求解
6.1 求解參數設置
6.1.1 求解菜單
6.1.2 校驗分析數據
6.1.3 設置
6.1.4 載荷工況
6.1.5 結果選擇
6.1.6 輸出控制
6.2 求解運行
6.2.1 轉換和運行
6.2.2 求解監控
6.2.3 求解器配置
6.2.4 求解命令
第7章 SAMCEF Field后處理
7.1 SAMCEF Field結果后處理概述
7.1.1 后處理菜單
7.1.2 結果圖標
7.2 后處理方法和過程
7.2.1 結果屬性
7.2.2 結果單位——色標
7.2.3 結果樣式——顯示模式
7.2.4 結果屬性—變形和變形系數
7.2.5 結果屬性——網格
7.2.6 結果屬性——結果使用網格或使用外形
7.2.7 繪制模式
7.2.8 動畫
7.2.9 列表
7.2.10 結果繪圖
7.2.11 結果參數
7.2.12 結果標準
7.2.13 綁定或分離節點和外形
7.2.14 卸載結果
7.2.15 輸入結果實體
7.2.16 超單元恢復
7.2.17 為將來恢復保存超單元
第8章 線性結構分析應用實例
8.1 連桿應力分析
8.1.1 實例分析
8.1.2 分析模型和載荷條件
8.1.3 建立分析模型
8.1.4 定義分析數據
8.1.5 劃分有限元網格
8.1.6 求解
8.1.7 查看結果
8.2 離心葉輪應力分析
8.2.1 實例分析
8.2.2 建立模型
8.2.3 定義分析數據
8.2.4 網格
8.2.5 求解
8.2.6 后處理
第9章 模態分析實例
9.1 連桿模態分析
9.1.1 實例分析
9.1.2 分析數據
9.1.3 模態分析過程
9.1.4 計算結果
9.2 殼結構模態分析實例
9.2.1 實例分析
9.2.2 操作步驟
第10章 熱分析實例
10.1 實例分析
10.2 啟動
10.3 建立模型
10.4 定義分析數據
10.5 網格劃分
10.6 計算
10.7 查看結果
第11章 結構非線性分析實例
11.1 彈塑性材料結構的非線性分析
11.1.1 實例分析
11.1.2 啟動
11.1.3 定義分析數據
11.1.4 網格劃分
11.1.5 計算
11.1.6 查看結果
11.2 接觸非線性實例
11.2.1 實例分析
11.2.2 操作步驟
第12章 機構運動非線性分析實例
12.1 曲柄滑軌結構非線性分析實例
12.1.1 實例分析
12.1.2 啟動
12.1.3 定義分析數據
12.1.4 裝配組件
12.1.5 網格劃分
12.1.6 計算
12.1.7 查看結果
12.2 四連桿機構動力學分析
12.2.1 問題描述
12.2.2 創建幾何模型
12.2.3 定義分析數據
12.2.4 網格劃分
12.2.5 計算
12.2.6 查看結果
第13章 轉子動力學理論背景
13.1 概述
13.1.1 轉子動力學問題
13.1.2 轉子動力學的基本假設
13.2 模型
13.2.1 轉子模型
13.2.2 靜子模型
13.2.3 模型減縮
13.2.4 連接部件
13.2.5 載荷
13.2.6 時域系統方程
13.2.7 頻率域系統方程
第14章 轉子動力學分析實例
14.1 懸臂盤轉子臨界轉速分析
14.1.1 實例分析
14.1.2 建立分析模型
14.1.3 定義分析數據
14.1.4 網格
14.1.5 求解
14.1.6 后處理
14.1.7 用直接法求解臨界轉速
14.1.8 彈性支承條件臨界轉速
14.2 階梯軸轉子臨界轉速分析
14.2.1 實例分析
14.2.2 建立分析模型
14.2.3 定義分析數據
14.2.4 網格
14.2.5 求解
14.2.6 后處理
14.2.7 用直接法求解臨界轉速
14.3 階梯軸轉子諧波響應分析
14.3.1 實例分析
14.3.2 建立分析模型
14.3.3 定義分析數據
14.3.4 網格
14.3.5 求解
14.3.6 后處理
14.4 階梯軸轉子瞬態響應分析
14.4.1 實例分析
14.4.2 建立分析模型
14.4.3 定義分析數據
14.4.4 網格
14.4.5 求解
14.4.6 后處理
14.5 階梯軸轉子二維模型臨界轉速分析
14.5.1 實例分析
14.5.2 建立分析模型
14.5.3 定義分析數據
14.5.4 網格
14.5.5 求解
14.5.6 后處理
14.6 階梯軸轉子臨界轉速分析（超單元）
14.6.1 實例分析
14.6.2 建立分析模型
14.6.3 定義分析數據
14.6.4 網格
14.6.5 求解
14.6.6 導入超單元
14.6.7 重新定義分析數據
14.6.8 超單元求解
14.6.9 后處理
14.7 單盤轉子臨界轉速分析（三維實體模型）
14.7.1 實例分析
14.7.2 建立分析模型
14.7.3 定義分析數據
14.7.4 網格劃分
14.7.5 求解
14.7.6 后處理
14.8 循環對稱分析實例
14.8.1 概述
14.8.2 啟動
14.8.3 定義分析數據
14.8.4 網格劃分
14.8.5 計算
14.8.6 查看結果
14.8.7 查看完整三維結果
14.9 航空發動機低壓轉子分析
14.9.1 問題描述
14.9.2 建立分析模型
14.9.3 定義分析數據
14.9.4 網格劃分
14.9.5 求解
14.9.6 后處理
14.10 旋轉坐標系分析實例
14.10.1 概述
14.10.2 啟動
14.10.3 定義分析數據
14.10.4 網格劃分
14.10.5 穩態計算
14.10.6 查看結果
14.10.7 建立單元組
14.10.8 臨界轉速計算
14.10.9 查看臨界轉速結果
14.11 混合模型分析實例
14.11.1 1D-3D混合模型
14.11.2 2D-3D混合模型
14.12 滾動軸承支承轉子分析實例
14.12.1 問題描述
14.12.2 建立分析模型
14.12.3 定義分析數據
14.12.4 網格劃分
14.12.5 求解
14.12.6 后處理
14.12.7 其他工況
14.13 滾動軸承支承轉子瞬態響應分析實例
14.13.1 問題描述
14.13.2 建立分析模型
14.13.3 定義分析數據
14.13.4 網格劃分
14.13.5 求解
14.13.6 后處理
14.13.7 其他工況
第15章 扭轉振動
15.1 扭轉振動概述
15.2 簡單兩慣量系統
15.3 齒輪系統
15.4 系統運動方程
15.5 固有頻率和模態
15.6 扭轉振動瞬態分析
第16章 扭轉振動分析實例
16.1 簡單兩慣量系統
16.1.1 概述
16.1.2 建立分析模型
16.1.3 定義分析數據
16.1.4 網格
16.1.5 求解
16.1.6 后處理
16.1.7 直接法求解臨界轉速
16.2 單自由度齒輪傳動轉子分析
16.2.1 概述
16.2.2 建立分析模型
16.2.3 定義分析數據
16.2.4 網格
16.2.5 求解
16.2.6 后處理
16.2.7 第二種模型計算結果
16.2.8 第三種模型計算結果
16.3 四慣量齒輪傳動系統
16.3.1 概述
16.3.2 建立分析模型
16.3.3 定義分析數據
16.3.4 網格
16.3.5 求解
16.3.6 后處理
16.4 三軸船舶推進軸系（不考慮齒輪柔性）
16.4.1 概述
16.4.2 建立分析模型
16.4.3 定義分析數據
16.4.4 網格
16.4.5 求解
16.4.6 后處理
16.4.7 直接法求解
16.5 發電機-齒輪箱-壓縮機軸系（考慮齒輪柔性）
16.5.1 概述
16.5.2 建立分析模型
16.5.3 定義分析數據
16.5.4 網格
16.5.5 求解
16.5.6 后處理
16.5.7 用直接法求解
第17章 SAMCEF特殊分析實例
17.1 復合材料分析
17.1.1 實例分析
17.1.2 操作步驟
17.2 簡單電纜線分析
17.2.1 模型描述
17.2.2 啟動軟件設置
17.2.3 電纜線分析
17.3 充滿流體的箱體分析
17.3.1 模型描述
17.3.2 啟動軟件設置
17.3.3 非線性分析
17.3.4 模態分析
SAMCEF軟件*早出現在20世紀60年代，80年代之后隨著計算機技術的發展迅速發展起來，進而在航空航天等高端領域得到了廣泛的應用。SAMCEF軟件于21世紀初開始在我國的各個工程領域和科研領域得到應用。北**方極峰科技有限公司（EMAX）作為SAMCEF軟件的代理商早在21世紀初就在我國宣傳和推廣該軟件。該軟件目前已經擁有航空航天、船舶、能源、電力、核能等領域的眾多用戶。
SAMCEF軟件被認為是功能*強的有限元分析軟件之一，特別是在多剛體/多柔體非線性分析領域、轉子動力學分析領域和電纜線靜/動力學等分析領域，其技術和特點更是獨樹一幟。SAMCEF可以分析復雜的固體力學、結構力學系統，特別是能夠駕馭非常龐大、復雜的問題和模擬系統級非線性多體動力學問題。SAMCEF軟件不但可以做單一零件的力學分析，而且可以同時做多部件的系統級分析研究，這一特點相對于其他分析軟件來說是獨一無二的。SAMCEF軟件除了向通用性方面發展錢，還在向要求更高的專業分析領域發展，例如以SAMCEF Rotors軟件包為代表的轉子動力學分析領域、以SAMCEF Wind Turbine軟件包為代表的風力發電動力學系統分析領域和以SAMCEF Cable專業分析領域軟件包為代表的電纜線專業分析領域等。
本書系統介紹了SAMCEF軟件在不同領域的基本理論、使用方法和應用實例。全書分從內容上可為四部分，**部分為SAMCEF軟件的介紹和基本使用，包括有限元方法和有限元軟件介紹，SAMCEF軟件包和功能模塊的分析功能和基礎知識，SAMCEF的安裝方法和啟動，SAMCEF的用戶界面、建模功能、分析數據定義，SAMCEF的有限元網格劃分和求解分析過程、以及SAMCEF的后處理；第二部分以實例詳解的方式說明SAMCEF Field建模、線性結構分析、線性模態分析、熱分析、結構非線性分析和機構非線性分析等的具體操作和關鍵技術，每個實例都圖文并茂地介紹了SAMCEF Field的操作流程，并對操作過程進行詳細的解釋，可滿足各層次讀者的需求；第三部分著重介紹SAMCEF轉子動力學專業分析軟件包SAMCEF Rotors所涉及的轉子動力學基本理論和分析技術，包括橫向振動和扭轉振動兩個部分，并以多個實例介紹了SAMCEF Rotors的使用方法和分析過程；第四部分給出了SAMCEF軟件在其他領域的應用實例，包括復合材料分析實例、電纜線分析實例、流固耦合分析實例和拓撲優化分析實例。通過本書的學習，讀者不僅能夠迅速掌握SAMCEF軟件的操作方法，而且能夠對具體的工程問題進行獨立分析。
本書是2009年1月出版的《SAMCEF有限元分析與應用實例》一書的修訂版，刪去了SAMCEF軟件不再開發的部分內容，增加了SAMCEF Rotors轉子動力學分析扭轉振動的內容和應用實例。
本書涉及的內容較廣，讀者可根據自己的需要進行選擇性閱讀，如果要充分掌握該軟件，還需要進行大量的上機操作。
本書可作為理工院校相關專業的高年級本科生、研究生、教師學習SAMCEF軟件的參考用書，也可供廣大工程技術人員和科研工作者學習參考使用。
本書由北**方極峰科技有限公司的周傳月主編，參與本書編寫的人員還有徐志程、沈那偉、高寒等。西門子工業軟件公司的 SAMCEF 軟件技術經理張旗利先生和技術工程師高寒先生提供了關于SAMCEF軟件的**資料。
本書在編寫過程中得到了西門子工業軟件（北京）有限公司市場部的大力支持和幫助，尤其是在出版經費上的支持，使得本書得以順利出版，在此深表衷心的感謝。
由于編者水平有限，書中缺點、錯誤在所難免，敬請廣大讀者批評指正，歡迎來信（emax@163.com，max.zhou@emax-tech.com）共同探討。
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