SOLIDWORKS Simulation基础教程（2024版）

《SOLIDWORKS Simulation基础教程(2024版)》是根据DS SOLIDWORKS公司发布的《SOLIDWORKS 2024：SOLIDWORKS Simulation》编译而成的，是使用Simulation软件对SOLIDWORKS模型进行有限元分析的入门培训教程。本书提供了基本的有限元求解方法，是机械工程师快速有效地掌握Simulation应用技术的必备资料。本书在介绍软件使用方法的同时，还对有限元的相关理论知识进行了讲解。本书提供练习文件下载，详见“本书使用说明”。此外，本书还提供高清语音教学视频，扫描书中二维码即可免费观看。 本书在保留了英文原版教程精华和风格的基础上，按照中国读者的阅读习惯进行编译，配套教学资料齐全，适合企业工程设计人员和高等院校、职业院校相关专业师生使用。

戴瑞华现任达索系统大中华区技术咨询部SOLIDWORKS技术总监 戴瑞华先生拥有30年以上机械行业从业经验,曾服务于多家企业,主要负责设备、产品、模具以及工装夹具的开发和设计。其本人酷爱3D CAD技术,从2001年开始接触三维设计软件,并成为主流3D CAD SOLIDWORKS的软件应用工程师,先后为企业和SOLIDWORKS社群培训了上千名工程师。同时,他利用自己多年的企业研发设计经验,总结出了在中国的制造业企业应用3D CAD技术的最佳实践方法,为企业的信息化与数字化建设奠定了扎实的基础。 戴瑞华先生于2005年3月加入DS SOLIDWORKS公司,现负责SOLIDWORKS 解决方案在大中华区的技术培训、支持、实施、服务及推广等,实践经验丰富。其本人一直倡导企业构建以三维模型为中心的面向创新的研发设计管理平台、实现并普及数字化设计与数字化制造,为中国企业最终走向智能设计与智能制造进行着不懈的努力与奋斗。

序 前言 本书使用说明 目录 SOLIDWORKS Simulation基础教程（2024版） 绪论有限元简介1 0.1SOLIDWORKS Simulation概述1 0.2有限元分析概述1 0.3建立数学模型2 0.4建立有限元模型3 0.5求解有限元模型3 0.6结果分析4 0.7FEA中的误差4 0.8有限单元4 0.8.1SOLIDWORKS Simulation中的单元 类型4 0.8.2在实体和壳单元中选择7 0.8.3实体及壳单元中的草稿品质与 高品质7 0.9自由度7 0.10FEA计算7 0.11FEA结果解释8 0.12测量单位9 0.13SOLIDWORKS Simulation的使用限制9 第1章分析流程11 1.1模型分析的关键步骤11 1.2实例分析：平板的应力分析11 1.3项目描述11 1.4SOLIDWORKS Simulation的界面12 1.5SOLIDWORKS Simulation选项14 1.6预处理17 1.6.1新建算例17 1.6.2约束19 1.6.3外部载荷20 1.6.4符号的大小及颜色22 1.6.5预处理总结22 1.7划分网格23 1.7.1标准网格23 1.7.2基于曲率的网格24 1.7.3基于混合曲率的网格24 1.7.4网格密度24 1.7.5网格大小24 1.7.6圆中最小单元数24 1.7.7单元大小增长比率24 1.7.8网格品质26 1.8后处理27 1.8.1结果图解27 1.8.2编辑图解28 1.8.3波节应力与单元应力28 1.8.4显示为张量图解29 1.8.5其他图解33 1.9多个算例36 1.9.1创建新的算例37 1.9.2复制参数37 1.9.3检查收敛与精度39 1.9.4结果总结39 1.9.5与解析解比较39 1.10报告40 1.11总结41 1.12提问41 练习1-1支架42 练习1-2压缩弹簧刚度48 练习1-3容器把手50 第2章网格控制、应力集中与边界 条件52 2.1网格控制52 2.2实例分析：L形支架52 2.3不带圆角的支架分析53 2.3.1运行所有算例54 2.3.2局部网格精细化分析55 2.3.3网格控制55 2.3.4结果比较59 2.3.5应力奇异性59 2.3.6应力峰值点59 2.4带圆角的支架分析61 2.4.1激活配置61 2.4.2自动过渡62 2.5实例分析：焊接支架66 2.6理解边界条件的影响66 2.7总结67 2.8提问67 练习2-1C形支架68 练习2-2骨形扳手73 第3章带交互的装配体分析77 3.1交互缝隙分析77 3.2实例分析：虎钳77 3.3使用全局交互的虎钳分析78 3.3.1零部件交互79 3.3.2观察装配体结果83 3.3.3手柄交互83 3.4接触交互或接合交互84 3.5使用本地交互的虎钳分析85 3.5.1本地交互86 3.5.2本地交互类型86 3.5.3相触本地交互条件88 3.5.4接触应力89 3.6总结90 3.7提问91 练习双环装配体91 第4章对称和自平衡装配体95 4.1冷缩配合零件95 4.2实例分析：冷缩配合95 4.2.1项目描述95 4.2.2对称95 4.2.3关键步骤95 4.2.4特征消隐96 4.2.5刚体模式97 4.2.6冷缩配合交互条件98 4.2.7在局部坐标系中图解显示结果99 4.2.8定义圆柱坐标系99 4.2.9保存所有图解102 4.2.10【什么错】命令102 4.3带软弹簧的分析102 4.3.1软弹簧102 4.3.2惯性卸除103 4.4总结104 练习骨形扳手装配体分析104 第5章带接头的装配体分析及网格 细化108 5.1连接零部件108 5.2接头108 5.3实例分析：万向节109 5.4项目描述110 5.5第一部分：使用草稿品质的粗糙网格 进行分析110 5.5.1远程载荷/质量111 5.5.2分布式耦合113 5.5.3螺栓的强度数据114 5.5.4螺栓预载114 5.5.5螺栓紧密配合与直径114 5.5.6局部本地交互117 5.5.7旋转和轴向刚度120 5.6第二部分：使用高品质网格进行分析125 5.6.1网格质量评估125 5.6.2高宽比例图解126 5.6.3雅可比127 5.7总结130 练习5-1链扣（第一部分）131 练习5-2链扣（第二部分）138 练习5-3升降架装配体141 练习5-4点焊——实体网格145 练习5-5螺栓接头151 练习5-6劈木机154 第6章接合网格选项159 6.1接合网格选项概述159 6.2实例分析：转子159 6.2.1项目描述159 6.2.2离心力160 6.2.3周期性对称161 6.2.4交互选项162 6.2.5接合公式164 6.3总结168 练习手钳168 第7章薄件分析177 7.1薄件177 7.2实例分析：带轮177 7.3第一部分：采用实体单元划分网格178 7.4第二部分：细化实体网格180 7.5实体与壳单元的比较181 7.6第三部分：壳单元——中面曲面182 7.6.1薄壳与粗厚壳的比较183 7.6.2壳网格颜色184 7.6.3更改网格方向185 7.6.4壳单元对齐185 7.6.5应用对称约束188 7.7结果比较191 7.8实例分析：搁栅吊件191 7.9总结196 7.10提问196 练习7-1支架197 练习7-2使用外侧/内侧表面的壳网格200 练习7-3边焊缝接头203 练习7-4容器把手焊缝209 第8章混合网格——壳体和实体210 8.1混合网格210 8.1.1接合壳体和实体网格211 8.1.2混合网格支持的分析类型211 8.2实例分析：压力容器211 8.2.1项目描述211 8.2.2分析装配体211 8.2.3模型准备212 8.2.4材料214 8.2.5体积模量和切变模量215 8.2.6连接有间隙的实体216 8.2.7失败诊断219 8.2.8小特征网格划分219 8.3总结223 8.4提问223 练习混合网格分析223 第9章梁单元——传送架分析229 9.1项目描述229 9.1.1单元选择229 9.1.2梁单元229 9.1.3桁架单元229 9.1.4分析中的关键步骤229 9.1.5连接及断开的接点231 9.1.6横梁接点位置232 9.1.7横梁接点类型232 9.1.8渲染横梁轮廓234 9.1.9弯矩和剪力图表238 9.2总结241 9.3提问241 第10章混合网格——实体、梁和壳 单元242 10.1混合划分网格242 10.2实例分析：颗粒分离器242 10.2.1项目描述242 10.2.2关键步骤242 10.3总结250 练习10-1柜子250 练习10-2框架结构刚度255 第11章设计情形257 11.1设计算例257 11.2实例分析：悬架设计257 11.2.1项目描述257 11.2.2关键步骤257 11.3第一部分：多载荷情形258 11.3.1多个设计算例258 11.3.2设计情形结果262 11.4第二部分：几何修改265 11.5总结268 练习矩形平台268 第12章热应力分析273 12.1热应力分析简述273 12.2实例分析：双层金属带273 12.2.1项目描述273 12.2.2材料属性274 12.2.3输入温度和压力278 12.3保存变形后的模型283 12.4总结283 第13章自适应网格285 13.1自适应网格概述285 13.2实例分析：悬臂支架285 13.2.1项目描述285 13.2.2几何体准备286 13.3h-自适应算例288 13.3.1h-自适应选项288 13.3.2h-自适应图解290 13.3.3收敛图表290 13.3.4回顾h-自适应求解291 13.3.5应变能误差292 13.4p-自适应算例293 13.4.1p-自适应求解方法293 13.4.2h-单元与p-单元的概念294 13.4.3方法比较295 13.5h-自适应与p-自适应对比296 13.6总结296 第14章大位移分析297 14.1小位移与大位移分析的比较297 14.2实例分析：夹钳297 14.3第一部分：小位移线性分析298 14.3.1结果讨论299 14.3.2小位移及大位移分析中的交互 结果299 14.4第二部分：大位移非线性分析299 14.4.1永久变形301 14.4.2SOLIDWORKS Simulation Premium301 14.5总结302 14.6提问302 附录303 附录A网格划分与解算器303 附录B用户帮助313