SOLIDWORKS2024有限元、虚拟样机与流场分析从入门到精通

本书包含SOLIDWORKS 2024有限元、虚拟样机和流场分析三大部分，以分析为中心，贯穿从有限元分析到流体分析的工程实践全过程。 全书包括有限元分析中的静态分析、频率分析、热力分析、疲劳分析、非线性分析、屈曲分析、跌落测试分析、压力容器设计、设计算例优化和评估分析、虚拟样机技术和流场分析技术等。 为了方便广大读者更加形象直观地学习本书，随书配赠电子资料包，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。 本书适合自学用户，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。

三维书屋工作室:胡仁喜、刘昌丽编

目　录 前言 第1章　SOLIDWORKS Simulation 2024概述1 1.1　有限元法2 1.2　有限元分析法（FEA）的基本概念2 1.3　SOLIDWORKS Simulation 2024的功能和特点 3 1.4　SOLIDWORKS Simulation 2024的启动5 1.5　SOLIDWORKS Simulation 2024的使用6 1.5.1　算例专题6 1.5.2　定义材料属性8 1.5.3　载荷和约束9 1.5.4　网格的划分和控制10 1.5.5　运行分析与观察结果12 第2章　静态分析15 2.1　单一网格静应力分析16 2.1.1　静态算例的概念16 2.1.2　四面体实体单元16 2.1.3　实例—内六角扳手17 2.1.4　三角形壳单元20 2.1.5　实例—书挡25 2.1.6　梁单元31 2.1.7　实例—鞋架33 2.2　混合网格静应力分析41 2.2.1　混合网格—实体单元、壳单元和梁单元41 2.2.2　实例—椅子41 第3章　频率分析52 3.1　频率分析概述53 3.2　零件的频率分析53 3.2.1　带约束的频率分析53 3.2.2　实例—带约束的风叶的振动分析54 3.2.3　不带约束的频率分析58 3.2.4　实例—不带约束的风叶的振动分析58 3.2.5　带载荷的频率分析61 3.2.6　实例—带载荷和约束的风叶的振动分析61 3.3　装配体的频率分析63 3.3.1　全部接合的频率分析63 3.3.2　实例—脚轮装配全部接合的频率分析64 3.3.3　部分接合的频率分析70 3.3.4　实例—脚轮装配部分接合的频率分析71 第4章　热力分析74 4.1　热力分析概述75 4.1.1　热力分析材料属性75 4.1.2　热传递的原理75 4.2　稳态热力分析76 4.2.1　稳态热力分析术语76 4.2.2　实例—芯片的稳态热力分析76 4.3　瞬态热力分析82 4.3.1　阶梯热载荷的瞬态热力分析82 4.3.2　实例—芯片阶梯热载荷的瞬态热力分析84 4.3.3　变化热载荷的瞬态热力分析88 4.3.4　实例—芯片变化热载荷的瞬态热力分析90 4.3.5　恒温控制热载荷的瞬态热力分析91 4.3.6　实例—芯片恒温控制热载荷的瞬态热力分析92 4.4　带辐射的热力分析94 4.4.1　带辐射的稳态热力分析94 4.4.2　实例—灯泡辐射的热力分析95 4.5　高级热应力2D简化99 4.5.1　2D简化的属性管理器介绍100 4.5.2　实例—换热管的2D热力分析和热应力分析101 第5章　疲劳分析111 5.1　疲劳分析概述及术语112 5.1.1　疲劳分析概述112 5.1.2　疲劳S-N曲线113 5.2　恒定振幅疲劳分析和变幅疲劳分析116 5.2.1　恒定振幅疲劳分析属性116 5.2.2　“添加事件（恒定） ”属性管理器介绍118 5.2.3　变幅疲劳分析属性119 5.2.4　“添加事件（可变） ”属性管理器介绍121 5.3　综合实例—弹簧的变幅疲劳分析123 第6章　非线性分析131 6.1　非线性静态分析132 6.1.1　非线性静态分析概述132 6.1.2　非线性分析适用场合133 6.1.3　非线性分析的类型134 6.2　几何非线性分析135 6.2.1　几何非线性分析概述135 6.2.2　实例—弹簧136 6.3　材料非线性分析141 6.3.1　材料塑性分析141 6.3.2　实例—轴142 6.4　边界非线性（接触）分析148 6.4.1　接触148 6.4.2　实例—卷簧148 第7章　屈曲分析154 7.1　屈曲分析概述155 7.1.1　线性屈曲与非线性屈曲155 7.1.2　屈曲属性156 7.2　实例—导杆的线性屈曲分析157 7.3　实例—圆柱连接杆非线性屈曲分析162 第8章　跌落测试分析和压力容器设计169 8.1　跌落测试分析170 8.1.1　跌落测试分析的步骤170 8.1.2　实例—茶杯在刚性地面跌落测试分析174 8.1.3　实例——茶杯在弹性地面跌落测试分析178 8.1.4　实例——茶杯弹塑性跌落测试分析179 8.1.5　实例—散热扇接触跌落测试分析181 8.2　压力容器设计分析186 8.2.1　压力容器设计概述186 8.2.2　压力容器设计的分析步骤186 8.2.3　线性化应力结果187 8.2.4　实例—立式空气储罐设计188 第9章　设计算例优化和评估分析196 9.1　设计算例优化和评估分析概述197 9.1.1　设计算例197 9.1.2　定义设计变量、约束和目标199 9.1.3　优化设计算例202 9.1.4　评估设计算例202 9.1.5　定义设计算例属性203 9.1.6　查看结果203 9.2　实例—泵体的结构优化分析206 9.3　实例——泵体的评估分析217 第10章　SOLIDWORKS Motion 2024技术基础221 10.1　虚拟样机技术及运动仿真222 10.1.1　虚拟样机技术222 10.1.2　数字化功能样机及机械系统动力学分析223 10.2　Motion分析运动算例224 10.2.1　弹簧224 10.2.2　阻尼225 10.2.3　接触225 10.2.4　引力226 10.3　用SOLIDWORKS Motion 2024分析曲柄滑块机构226 10.3.1　SOLIDWORKS Motion 2024的启动227 10.3.2　曲柄滑块机构的参数设置227 10.3.3　仿真求解231 第11章　SOLIDWORKS Motion 2024仿真分析实例236 11.1　连杆运动机构237 11.1.1　调入模型设置参数237 11.1.2　仿真求解238 11.2　阀门凸轮机构240 11.2.1　调入模型设置参数240 11.2.2　仿真求解243 11.2.3　优化设计245 11.3　挖掘机运动机构247 11.3.1　调入模型设置参数247 11.3.2　仿真求解250 11.4　球摆机构252 11.4.1　调入模型设置参数252 11.4.2　仿真求解253 11.4.3　支架受力分析255 第12章　SOLIDWORKS Flow Simulation 2024 技术基础256 12.1　计算流体动力学基础257 12.1.1　连续介质模型258 12.1.2　流体的基本性质258 12.1.3　作用在流体上的力259 12.1.4　流动分析基础260 12.1.5　流体运动的基本概念260 12.1.6　流体流动及换热的基本控制方程263 12.1.7　边界层理论266 12.2　SOLIDWORKS Flow Simulation基础266 12.2.1　SOLIDWORKS Flow Simulation的应用领域266 12.2.2　SOLIDWORKS Flow Simulation的使用流程267 12.2.3　SOLIDWORKS Flow Simulation的网格技术268 12.3　球阀流场分析实例269 第13章　SOLIDWORKS Flow Simulation 2024分析实例292 13.1　电子设备散热问题293 13.2　非牛顿流体的通道圆柱绕流314 13.3　管道摩擦阻力318