实例介绍
【实例截图】
【核心代码】
目 录
目 录 PAGEREF _Toc135914942 \h i
第1部 CAE总体概貌 PAGEREF _Toc135914943 \h 1
1．应力分析和应力 PAGEREF _Toc135914944 \h 2
●应力是什么？ PAGEREF _Toc135914945 \h 2
●这些地方可用到应力分析！ PAGEREF _Toc135914946 \h 3
●变形不能忽视！ PAGEREF _Toc135914947 \h 4
●在此时要用应力分析！ PAGEREF _Toc135914948 \h 4
●灵活应用应力分析的例子！ PAGEREF _Toc135914949 \h 6
2屈曲分析和屈曲载荷·屈曲模态 PAGEREF _Toc135914950 \h 8
●什么是屈曲？ PAGEREF _Toc135914951 \h 8
●柱的屈曲 PAGEREF _Toc135914952 \h 9
●压力和屈曲载荷的关系 PAGEREF _Toc135914953 \h 9
●屈曲模态 PAGEREF _Toc135914954 \h 10
●欧拉屈曲 PAGEREF _Toc135914955 \h 11
●平板的屈曲 PAGEREF _Toc135914956 \h 11
●这时要用到屈曲分析 PAGEREF _Toc135914957 \h 13
第2部 CAE基础 PAGEREF _Toc135914958 \h 15
1．CAE分析的目的及各种各样的结构模型 PAGEREF _Toc135914959 \h 16
1.1铁塔（组合框架结构的例子） PAGEREF _Toc135914960 \h 16
●观察位置和模型化 PAGEREF _Toc135914961 \h 17
●从远处眺望铁塔 PAGEREF _Toc135914962 \h 18
●稍微靠近点眺望铁塔 PAGEREF _Toc135914963 \h 19
●再走近一点眺望铁塔 PAGEREF _Toc135914964 \h 20
●再更近一点眺望铁塔 PAGEREF _Toc135914965 \h 21
1.2电车（板架结构的例子） PAGEREF _Toc135914966 \h 22
●考虑电车（板架结构）的模型化 PAGEREF _Toc135914967 \h 22
●遥远处眺望电车 PAGEREF _Toc135914968 \h 23
●从近处眺望电车 PAGEREF _Toc135914969 \h 24
●考虑载荷的模型化 PAGEREF _Toc135914970 \h 24
●再更近一点来观察电车 PAGEREF _Toc135914971 \h 26
1.3火箭（壳结构例子） PAGEREF _Toc135914972 \h 27
●火箭的模型化 PAGEREF _Toc135914973 \h 27
●从远处来眺望火箭 PAGEREF _Toc135914974 \h 27
●在近处眺望火箭 PAGEREF _Toc135914975 \h 29
●再近一点眺望火箭 PAGEREF _Toc135914976 \h 29
1.4活塞（实体形状的例子） PAGEREF _Toc135914977 \h 30
2．「弹簧模型」和有限元法 PAGEREF _Toc135914978 \h 33
●弹簧的行为和[弹簧模型] PAGEREF _Toc135914979 \h 33
●弹簧的自由度 PAGEREF _Toc135914980 \h 36
●约束决定问题 PAGEREF _Toc135914981 \h 40
●约束，就是消灭自由度 PAGEREF _Toc135914982 \h 41
●多个弹簧和[弹簧模型]的合成 PAGEREF _Toc135914983 \h 41
●弹簧和模型化的具体步骤 PAGEREF _Toc135914984 \h 43
●圆棒和[弹簧模型] PAGEREF _Toc135914985 \h 47
●变截面圆棒和[弹簧模型] PAGEREF _Toc135914986 \h 49
●变截面圆棒和有限元模型 PAGEREF _Toc135914987 \h 50
3．有限元法分析的实例 PAGEREF _Toc135914988 \h 55
●从身边的例子开始 PAGEREF _Toc135914989 \h 55
●分析目的要明确 PAGEREF _Toc135914990 \h 55
●结构A，根据约束条件来作模型化 PAGEREF _Toc135914991 \h 56
3.1［梁单元］和有限元模型 PAGEREF _Toc135914992 \h 57
●目的之1：［想知道构件的弯曲变形……］ PAGEREF _Toc135914993 \h 57
●由几何模型生成单元节点 PAGEREF _Toc135914994 \h 58
●单元类型和单元特性 PAGEREF _Toc135914995 \h 59
●梁单元的特点 PAGEREF _Toc135914996 \h 59
●单元特性和材料的特性为什么是必须的？ PAGEREF _Toc135914997 \h 60
●具体来算算梁单元的剖面特性 PAGEREF _Toc135914998 \h 61
●弹性材料的重要“E、V、G”三角关系！ PAGEREF _Toc135914999 \h 62
●约束条件和结构A的模型化 PAGEREF _Toc135915000 \h 63
●自由端的载荷模型化 PAGEREF _Toc135915001 \h 64
●执行分析 PAGEREF _Toc135915002 \h 65
●显示构件的变形 PAGEREF _Toc135915003 \h 65
●反力的应用 PAGEREF _Toc135915004 \h 67
3.2［2维单元］和有限元模型 PAGEREF _Toc135915005 \h 68
●目的之2：［想知道构件的强度……］ PAGEREF _Toc135915006 \h 68
●由3维形状出发进行无板厚的模型化处理！ PAGEREF _Toc135915007 \h 69
●分析的目的就是求2维应力状态！ PAGEREF _Toc135915008 \h 70
●设置板厚 PAGEREF _Toc135915009 \h 73
●结构A作为边界条件进行模型化处理 PAGEREF _Toc135915010 \h 74
●约束掉不起作用的自由度 PAGEREF _Toc135915011 \h 75
●把载荷分到多个节点上去 PAGEREF _Toc135915012 \h 76
●执行分析 PAGEREF _Toc135915013 \h 78
●用应力来评价强度 PAGEREF _Toc135915014 \h 79
●显示应力的功能 PAGEREF _Toc135915015 \h 81
3.3［3维单元］和有限元模型 PAGEREF _Toc135915016 \h 82
●制作步骤 PAGEREF _Toc135915017 \h 83
●将构件照原样进行划分 PAGEREF _Toc135915018 \h 84
●［3维单元］求3维应力状态 PAGEREF _Toc135915019 \h 85
●没有必要设置单元特性 PAGEREF _Toc135915020 \h 86
●把结构A作为边界条件进行模型化处理 PAGEREF _Toc135915021 \h 86
●无用的自由度约束掉 PAGEREF _Toc135915022 \h 87
●载荷的模型化很简单 PAGEREF _Toc135915023 \h 88
●执行分析 PAGEREF _Toc135915024 \h 89
●那么，结果呢？ PAGEREF _Toc135915025 \h 90
4．屈曲分析和特征值分析 PAGEREF _Toc135915026 \h 92
●屈曲分析载荷设置是关键 PAGEREF _Toc135915027 \h 93
●特征值分析一定要有质量 PAGEREF _Toc135915028 \h 93
5．试试看分析一下 PAGEREF _Toc135915029 \h 95
5.1应力分析 PAGEREF _Toc135915030 \h 95
5.2屈曲分析 PAGEREF _Toc135915031 \h 96
5.3特征值分析 PAGEREF _Toc135915032 \h 97
第3部 应用篇CAE的应用 PAGEREF _Toc135915033 \h 99
1．结构模型和单元选择 PAGEREF _Toc135915034 \h 100
1．单元选择的方针 PAGEREF _Toc135915035 \h 100
2．梁单元和框架结构 PAGEREF _Toc135915036 \h 101
2.1杆单元 PAGEREF _Toc135915037 \h 102
2.2梁单元（框架） PAGEREF _Toc135915038 \h 102
2.3杆单元·梁单元的剖面特性和单元坐标 PAGEREF _Toc135915039 \h 103
3．板单元 PAGEREF _Toc135915040 \h 104
3.1板单元和单元坐标 PAGEREF _Toc135915041 \h 106
4．实体单元和三维结构 PAGEREF _Toc135915042 \h 107
4.1实体单元 PAGEREF _Toc135915043 \h 108
4.2板单元和实体单元的种类 PAGEREF _Toc135915044 \h 109
5．板单元、实体单元和轴对称结构 PAGEREF _Toc135915045 \h 110
6．1阶单元和2阶单元 PAGEREF _Toc135915046 \h 111
7．刚体（Rigid）单元 PAGEREF _Toc135915047 \h 112
8．质量单元 PAGEREF _Toc135915048 \h 113
9．良好的单元划分 PAGEREF _Toc135915049 \h 113
(1)单元划分的大小 PAGEREF _Toc135915050 \h 113
(2)二维单元 PAGEREF _Toc135915051 \h 114
(3)单元的分割类型 PAGEREF _Toc135915052 \h 115
(4)单元的长宽比（形状比） PAGEREF _Toc135915053 \h 115
(5)实体单元 PAGEREF _Toc135915054 \h 116
(6)其它单元划分形状上的注意事项 PAGEREF _Toc135915055 \h 116
10．材料物理特性的输入 PAGEREF _Toc135915056 \h 118
11．单元自动生成后的检查 PAGEREF _Toc135915057 \h 119
(1)重节点的合并 PAGEREF _Toc135915058 \h 119
(2)重新编号 PAGEREF _Toc135915059 \h 120
(3)单元的重复定义 PAGEREF _Toc135915060 \h 120
(4)扭曲单元的修改 PAGEREF _Toc135915061 \h 120
(5)单元正反面的调整 PAGEREF _Toc135915062 \h 121
12．单元和自由度 PAGEREF _Toc135915063 \h 121
13.约束条件 PAGEREF _Toc135915064 \h 123
13.1约束给定的方法和分类 PAGEREF _Toc135915065 \h 123
14.输入载荷 PAGEREF _Toc135915066 \h 124
15.复合结构的例子（实体单元和梁单元、板单元的结合） PAGEREF _Toc135915067 \h 125
16.单元输出 PAGEREF _Toc135915068 \h 127
17.分析时必要的输入项目 PAGEREF _Toc135915069 \h 127
2．材料力学和有限元法 PAGEREF _Toc135915070 \h 128
2.1载荷与位移 PAGEREF _Toc135915071 \h 128
2.2载荷（load） PAGEREF _Toc135915072 \h 129
2.3应力(stress) PAGEREF _Toc135915073 \h 131
(1)应力的定义 PAGEREF _Toc135915074 \h 131
(2)应力的种类 PAGEREF _Toc135915075 \h 132
(3)点的应力 PAGEREF _Toc135915076 \h 133
2.4应变(strain)和位移(displacement) PAGEREF _Toc135915077 \h 134
2.5应力和应变的关系 PAGEREF _Toc135915078 \h 135
2.6弹性模量 PAGEREF _Toc135915079 \h 137
2.7构件的种类 PAGEREF _Toc135915080 \h 139
2.8容许应力和安全系数 PAGEREF _Toc135915081 \h 139
(1)设计时应考虑的因素 PAGEREF _Toc135915082 \h 140
(2)为了产品不会损坏 PAGEREF _Toc135915083 \h 140
(3)基于容许应力和安全系数的设计方法 PAGEREF _Toc135915084 \h 141
(4)为使产品不会屈曲 PAGEREF _Toc135915085 \h 142
(5)为使产品不会疲劳破坏 PAGEREF _Toc135915086 \h 142
(6)为使产品不产生共振 PAGEREF _Toc135915087 \h 142
(7)为使产品变形而不造成坏影响 PAGEREF _Toc135915088 \h 142
2.9有限元法的理论 PAGEREF _Toc135915089 \h 143
(1)有限元法的理论 PAGEREF _Toc135915090 \h 143
(2)看不见的有限元的内容 PAGEREF _Toc135915091 \h 143
3．较专门的分析 PAGEREF _Toc135915092 \h 145
3.1局部分析和应力集中 PAGEREF _Toc135915093 \h 145
3.1.1分析的特征 PAGEREF _Toc135915094 \h 145
3.1.2局部分析的实行 PAGEREF _Toc135915095 \h 146
3.1.3模型化 PAGEREF _Toc135915096 \h 148
3.1.4输出和评价 PAGEREF _Toc135915097 \h 150
3.2具有对称性结构的分析 PAGEREF _Toc135915098 \h 150
3.2.1分析特征 PAGEREF _Toc135915099 \h 150
3.2.2模型化 PAGEREF _Toc135915100 \h 151
3.2.3其它对称模型 PAGEREF _Toc135915101 \h 155
3.2.4输出和评价 PAGEREF _Toc135915102 \h 157
3.3大规模结构的分析 PAGEREF _Toc135915103 \h 157
3.4热应力分析 PAGEREF _Toc135915104 \h 158
3.4.1分析特征 PAGEREF _Toc135915105 \h 158
3.4.2分析的实行 PAGEREF _Toc135915106 \h 160
3.4.3模型化 PAGEREF _Toc135915107 \h 160
3.4.4输出和评价 PAGEREF _Toc135915108 \h 161
3.5振动响应分析 PAGEREF _Toc135915109 \h 162
3.5.1分析的特征 PAGEREF _Toc135915110 \h 162
3.5.2分析执行 PAGEREF _Toc135915111 \h 163
3.5.3模型化 PAGEREF _Toc135915112 \h 164
3.5.4输出和评价 PAGEREF _Toc135915113 \h 166
3.6大变形分析和屈曲 PAGEREF _Toc135915114 \h 166
(1)概要 PAGEREF _Toc135915115 \h 166
(2)执行 PAGEREF _Toc135915116 \h 167
(3)必须进行大变形分析的例子 PAGEREF _Toc135915117 \h 168
3.7接触和磨擦 PAGEREF _Toc135915118 \h 168
(1)概要 PAGEREF _Toc135915119 \h 168
(2)接触单元 PAGEREF _Toc135915120 \h 169
3.8弹塑性分析 PAGEREF _Toc135915121 \h 170
(1)概要 PAGEREF _Toc135915122 \h 170
(2)执行 PAGEREF _Toc135915123 \h 171
3.9蠕变分析 PAGEREF _Toc135915124 \h 171
(1)概要 PAGEREF _Toc135915125 \h 171
(2)执行 PAGEREF _Toc135915126 \h 172
3.10超弹性分析 PAGEREF _Toc135915127 \h 172
(1)概要 PAGEREF _Toc135915128 \h 172
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