本書詳細介紹了CATIA軟件的非線性分析功能。由淺入深,先介紹了一些簡單的有限元計算實例,然后針對(非線性分析)工作臺的所有功能和圖標,均進行了詳細的講解,并配有實例進行操作說明。最后還列舉了一些設計工作中經常遇到的計算問題,進行了詳細的建模和計算。
適讀人群 :機械類專業的本科生和專科生 從事有限元計算方面的專業人士
《CATIA非線性有限元分析教程》一書詳細介紹了CATIA軟件的非線性分析功能,供從事機械設計人員做三維建模使用,推薦機械類專業的本科生和專科生學習此軟件。本書尤其適合有一定CATIA基礎的讀者,尤其適合從事有限元計算方面的專業人士使用。
《CATIA非線性有限元分析教程》一書是基于CATIA V5 R20編寫的,讀者在更高的版本上也可以使用本書。讀者在閱讀本書使用軟件時,要反復練習,可以根據本書的步驟,做一些自己學習和工作中遇到的模型,也可以用機械設計的標準件來做練習實例。
20世紀60年代,法國人提出了貝塞爾算法,使計算機處理曲線和曲面成為可能。法國達索飛機制造公司的開發者們,在二維繪圖系統的基礎上,開發出了以表面模型為特點的自由曲面建模,這就是三維曲面造型系統CATIA。此后,CAD軟件發生了很大變化,設計軟件層出不窮。
CATIA不僅有強大的曲面功能,而且分析功能也很完美。世界60%以上的航空和汽車業都使用CATIA,但在前幾年它并不為國內廣大設計者熟悉。一個重要的原因是它只能運行在工作站平臺上。現在CATIA V5已經成功移植到個人電腦,所以在近幾年內,相信CATIA會占據國內的CAD市場一半以上的份額,這也是竭力向廣大讀者推薦學習CATIA的原因。
作者在實際工作中曾經遇到多次采用其他軟件無法解決,而由CATIA迎刃而解的問題,同時采用CATIA軟件,還發現了由其他軟件設計出現的問題。如作者在進行泵的強度計算時,由于泵具有漸開線曲面結構,采用其他軟件無法建立泵的立體結構,采用CATIA的掃描成形,很方便地建立了泵的三維模型。其他人設計的一個一端是矩形一端是圓柱的過渡段,要在過渡段表面開孔。這個由其他CAD軟件設計的平面圖,沒有發現問題,但由CATIA建立三維模型后,發現表面開孔有相互干涉現象,如果不建立三維模型,由平面圖和剖面圖,根本無法發現這樣的問題。由CATIA三維模型還多次發現圓柱體中心開矩形孔時,尺寸出現問題的情況,由于平面做圖時,只畫了兩個剖面,在剖面上,開的孔沒有問題,但實際上矩形孔的對角線方向尺寸根本不夠。基于這樣的原因,作者希望初學者直接學習CATIA,在工作和學習時使用三維模型,需要二維模型時,可用CATIA直接由三維模型形成二維平面圖樣。
一般CATIA的用戶注意的是其強大的建模功能,并且只把它作為一個簡單的三維設計軟件使用,但實際情況并非如此。尤其是在達索公司收購了HKS公司的ABAQUS之后,CATIA明顯加強了其有限元分析計算功能。除改名為SIMULIA的有限元專門軟件之外,達索公司開發了基于CATIA的SIMULIA for CATIA軟件,加強了CATIA在非線性、動力學問題上的分析功能,使CATIA更加強大,本書即是針對這部分功能進行講解的。
本書是基于CATIA V5 R20編寫的,讀者在更高的版本上也可以使用本書。讀者在閱讀本書使用軟件時,要反復練習,可以根據本書的步驟,做一些自己學習和工作中遇到的模型,也可以用機械設計的標準件來做練習實例。
本書由盛選禹主編,參加編寫工作的還有劉聲、唐守琴、陳樹青、盛碩、蔡薇、曹京文、王國麗、陳琳、盛選軍、曹睿馨、關靜、候險峰、曹建平、孟慶元、盛闖、宗紀鴻、許寧、曹建林、于偉謙、付喻、劉向芳、陳永澎、胡雅虹、朱紹玉、張繼革、王恩標、李克勤、曹京珍、王兆舉、吳曉聲。由于時間比較倉促,作者認識水平有限,書中難免有錯誤出現。讀者在閱讀時發現錯誤后,請通知作者,不勝感激。也希望就CATIA的問題和廣大讀者繼續探討。
盛選禹
前言
第1篇入門
第一章熟悉非線性結構分析工作臺
1.1 "非線性結構分析"工作臺入門
1.2 "熱分析"工作臺入門
第2篇功能詳解
第2章創建有限元模型
2.1分析算題
2.2分析步
2.3結果請求
第3章模型屬性
3.1材料屬性
3.2指定單元
3.3創建連接行為
第4章裝配屬性
4.1使用交互向導
4.2分析連接
4.3接觸屬性
4.4連接屬性
4.5距離連接屬性
4.6焊接連接屬性
4.7基于點的連接屬性
第5章零件屬性
5.1約束
5.2虛擬零件
第6章建模技術
6.1復制和粘貼
6.2創建組
6.3使用發布
6.4應用知識智件
6.5創建網格零件
6.6創建網格屬性
6.7使用Abaqus單元質量檢查
6.8指定接觸面
6.9使用局部坐標系
第7章結構模擬歷程與環境定義
7.1結構分析步 "
7.2邊界條件
7.3載荷 "
7.4場 "
7.5質量 "
第8章熱模擬歷程和環境定義 '
8.1熱分析步 '
8.2邊界條件 一
8.3載荷
8.4場 。
第9章幅度 "
第10章傳播
10.1狀態術語
10.2編輯步相關的對象
第11章分析裝配 "
11.1零件分析文件 _
11.2為分析準備裝配
第12章分析控制
.12.1檢查模型 '
12.2創建和定制作業 一
12.3提交和管理工作
12.4管理作業文件
12.5使用用戶子程序
12.6在優化問題中使用分析傳感器
第13章后處理
13.1訪問結果 "
13.2可視化結果
第14章非線性結構分析工作臺說明 '
14.1【分析聯接】工具欄
14.2【分析控制】工具欄
14.3【分析步】工具欄
14.4【裝配屬性】工具欄
14.5【約束】工具欄
14.6【質量工具欄 '
14.7【模型管理器】工具欄"
14.8【后處理】工具欄
14.9【限制條件】工具欄
14. 10【屬性】工具欄
14. 11【虛擬零件】工具欄..
14. 12模型樹
第15章【熱分析】工作臺說明
15.1【分析控制】工具欄
15.2【分析步】工具欄
15.3 【裝配屬性】工具欄
15.4【后處理】工具欄
15.5【限制條件】工具欄
15.6【屬性】工具欄
15.7模型樹
第16章非線性結構分析和熱分析
第17章配置非線性結構分析和熱分析
第18章非線性結構分析和熱分析自動化接口
18.1 自動化接口描述
18.2-個使用非線性結構分析和熱分析的自動化接口實例
第3篇計算實例
第19章固支桿應力分析
19.1零件設計
19.2生成ABAQUS計算工作
19.3運行分析工作
第20章殼的平面應力計算
20.1建立零件模型
20.2定義ABAQUS分析工作
20.3運行分析工作
20.4顯示分析結果
第21章一端固定的長方體
21.1建立模型
21.2設計ABAQUS結構分析
21.3運行分析工作
21.4顯示分析結果
第22章平端蓋的應力分析
22.1建立零件模型
22.2定義ABAQUS分析工作
22.3運行分析工作
22.4顯示分析結果
第23章承受扭矩和彎曲載荷聯合作用的軸
23.1建立零件模型
23.2設置ABAQUS分析工作
23.3運行分析工作
23.4顯示分析結果
第24章帶有虛擬零件的應力分析
24.1設置虛擬零件 |
24.2修改模型邊界條件
24.3運行分析工作
24.4顯示分析結果
24.5 施加Smooth Virtual paIt
第25章裝配零件的應力分析
25.1建立底座零件模型
25.2建立零件裝配圖
25.3設置ABAQUS分析工作
25.4運行分析工作
25.5顯示分析結果
第26章接觸分析
26.1建立板零件模型
26.2建立圓柱體零件模型
26.3裝配零件
26.4設置ABAQUS分析工作
26.5運行分析工作
26.6顯示分析結果
26.7考慮摩擦時的分析
第27章螺栓計算
27.1建立螺栓零件模型
27.2建立螺母零件模型
27.3生成一個薄鋼板零件
27.4生成零件裝配圖
27.5設置ABAQUS分析工作
27.6運行分析工作
27.7顯示分析結果
第28章抗震分析
28.1建立零件模型
28.2設置ABAQUS分析工作
28.3運行分析工作
28.4顯示分析結果
第29章材料非線性變形分析"
29.1建立零件模型 一
29.2定義ABAQUS分析工作
29.3運行分析工作
29.4顯示分析結果
第30章熱分析實例
30.1建立零件模型
31.2設置ABAQUS熱分析工作
30.3運行分析工作
30.4顯示分析結果
第 31章結構和熱聯合分析
31.1定義ABAQUS結構分析工作
31.2運行分析工作
31.3顯示分析結果