前言
2010年以来,笔者及编书团队陆续出版了《UGNX7.0有限元分析入门与实例精讲》和《UGNX8.5有限元分析入门与实例精讲第2版》两本有限元软件应用图书,并收到了大量读者来信,在获得肯定的同时也听到了两种声音:一是这两本书太难,希望笔者编写更适宜入门的有限元书籍;二是这两本书中的实例太简单,缺少高级模块的工程应用实例。
显然,这两种意见代表了不同层次的读者需求,也为笔者策划和出版新书指明了方向。针对第一种读者意见,结合培训教学、工程实践经验并借鉴项目教学法的精髓,笔者系统地梳理了有限元软件的教学规律和学习入门要点,提出了有限元学习需要遵从3D、2D和1D网格划分并逐渐过渡到0D/1D/2D/3D混合网格划分的渐进式认知顺序,进而编排出了适合零起点读者的有限元基础知识、实例操作和知识要点,同时考虑到已有一定基础的读者,在内容上增加了项目拓展案例和知识点,便于读者进行自学和提高。
因此,本书吸收和继承了前两本图书案例演示引导、内容逐渐深入的编排风格,对案例内容和编排顺序做出了重大的改进和更新,希望给初学者快速入门和提高学习带来帮助。
本书主要的内容
第1章:认识NX有限元分析工作界面和分析流程,涉及UGNX前、后处理操作界面、有限元分析工作流程、单元类型、边界条件、文件的数据结构关系、后处理显示方法和结果评判方法等知识点。
第2章:底座类零件有限元分析实例—水箱底座受力分析,涉及项目描述、项目分析、项目操作、项目结果、项目拓展(解算方案求解的置信度分析、四面体网格和六面体网格求解效率的对比和自定义材料属性)等知识点。
第3章:轴套类零件有限元分析实例—发动机曲柄受力分析,涉及项目描述、项目分析、项目操作、项目结果、项目拓展(不同转速承载工况的分析、不同偏心质量工况的分析)等知识点。
第4章:3D装配体有限元分析实例—支撑工作台承载分析,涉及装配FEM方法、项目描述、项目分析、项目操作、项目结果、项目拓展(局部区域划分网格对解算结果的影响和局部区域划分网格的应用案例)等知识点。
第5章:面面接触有限元分析实例—传动轴和齿轮内孔过盈配合分析,涉及面对面接触参数设置、项目描述、项目分析、项目操作、项目结果、项目拓展(施加扭矩载荷的操作过程、扭矩和过盈量的变化对接触性能影响)等知识点。
第6章:2D装配有限元分析实例—集热器支架受力分析,涉及2D单元类型、2D和3D连接、项目描述、项目分析、项目操作、项目结果、项目拓展(复杂模型抽取中面的方法和应用、2D单元常见修补方法)等知识点。
第7章:1D梁有限元分析实例—铰支梁受力分析,涉及1D单元类型、合并节点、项目描述、项目分析、项目操作、项目结果、项目拓展(1D复杂截面梁分析、1D梁单元销标志及其应用)等知识点。
第8章:0D1D2D3D混合模型分析实例—光伏支架受力分析,涉及项目描述、项目分析、项目操作、项目结果、项目拓展(创建0D/1D/2D/3D装配模型方案、查看0D/1D/2D/3D模型求解结果)等知识点。
第9章:结构对称有限元分析实例—卡箍受力分析,涉及接触对算法、对称结构网格划分方法、项目描述、项目分析、项目操作、项目结果、项目拓展(抽取中面创建2D单元、边界线上创建对称约束)等知识点。
第10章:轴对称有限元分析实例—球形薄壳承压分析,涉及屈曲分析、项目描述、项目分析、项目操作、项目结果、项目拓展(LDC算法进行屈曲分析)等知识点。
第11章:结构静力学综合应用实例—万向节总成受力分析,涉及螺栓连接及其预紧力、混合网格、项目描述、项目分析、项目操作、项目结果、项目拓展(3D螺栓建模和1D螺栓建模)等知识点。
第12章:动力学综合应用实例—电机支架振动分析,涉及振动响应运动方程、阻尼、直接频率响应、模态频率响应、直接瞬态响应、模态瞬态响应、项目描述、项目分析、项目操作、项目结果、项目拓展(SOL响应动力学频响和瞬态响应分析)等知识点。
本书编写的特色
● 第1章UGNX有限元作为基础知识的铺垫,包括基本操作界面、常用命令、操作流程、后处理及其结果评价方法,可以让零基础的读者快速了解入门知识的要点。
● 解题思路清晰,操作步骤详细,可让读者在较短的时间内掌握UGNX高级仿真的基本操作步骤和方法,为后续的学习和实战打下坚实的基础。
● 实例类型齐全,难度适宜具有渐进性,通过实例的跟随操作,可以使读者逐步掌握分析工程实际问题中的解题要点。
● 大量UGNX高级仿真的重要概念、知识要点、工程经验和操作技巧,在“问题描述”“实例小结”“提示”等形式中进行了提炼,让UGCAE初学者少走弯路。
● 随书网盘免费提供完整的源文件模型、解算后的结果文件、所有实例操作的有声视频文件和有限元教学培训专题知识,有助于UGCAE初学者快速入门。
本书适合的读者
● 理工科院校相关专业的高年级本科生、硕士研究生、博士研究生及教师。
● 具备三维建模基础的UGCAE初学者。
● 企业的工程技术人员和科研院所的研究人员。
本书编著人员
本书主要由沈春根、孔维忠和关天龙编著,此外参与编写的还有邵小军、王春艳、范燕萍、汪健、徐雪、许洪龙、沈卓凡、黄冬英、史建军、戴永前、马殿文、马永、周丽萍、陈建、邹晔、邢美峰、聂文武、裴宏杰、薛宏丽、李海东、许玉方、李伟家和姚炀。
本书编著得到了“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项子课题(课题号2013ZX04009031-9)和2013年度“江苏省博士后科研资助计划”第二批项目课题的资助。
由于作者水平有限,书中不足或错误之处在所难免,恳请广大读者批评指正,欢迎业内人士和UGCAE爱好者一起进行交流和探讨(本书作者电子邮箱:chungens@163.com,技术交流QQ群:182296428)。