CATIA非线性有限元分析教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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盛选禹，包支，李明志 编

图书标签:

• CATIA
• 非线性有限元
• 有限元分析
• 结构力学
• 教程
• 工程分析
• 仿真
• CAE
• 机械设计
• 材料力学

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111471448

版次：1

商品编码：11689746

品牌：机工出版

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-05-01

用纸：胶版纸

页数：252

编辑推荐

适读人群 ：机械类专业的本科生和专科生 从事有限元计算方面的专业人士

　　《CATIA非线性有限元分析教程》一书详细介绍了CATIA软件的非线性分析功能，供从事机械设计人员做三维建模使用，推荐机械类专业的本科生和专科生学习此软件。本书尤其适合有一定CATIA基础的读者，尤其适合从事有限元计算方面的专业人士使用。

　　《CATIA非线性有限元分析教程》一书是基于CATIA V5 R20编写的，读者在更高的版本上也可以使用本书。读者在阅读本书使用软件时，要反复练习，可以根据本书的步骤，做一些自己学习和工作中遇到的模型，也可以用机械设计的标准件来做练习实例。

内容简介

　　《CATIA非线性有限元分析教程》详细介绍了CATIA软件的非线性分析功能。由浅入深，先介绍了一些简单的有限元计算实例，然后针对【非线性分析】工作台的所有功能和图标，均进行了详细的讲解，并配有实例进行操作说明。最后还列举了一些设计工作中经常遇到的计算问题，进行了详细的建模和计算。本书深入浅出，每一步骤都做了详细说明，并且有示意图，方便读者阅读。所采用的实例也都非常典型，读者按实例进行练习，就可以快速掌握CATIA非线性的各功能。通过实例的学习，读者可以体会CATIA的强大功能。本书供从事机械设计人员做三维建模使用，推荐机械类专业的本科生和专科生学习此软件。本书尤其适合有一定CATIA基础的读者。本书尤其适合从事有限元计算方面的专业人士使用。

目录

前言
第1篇入门
第一章熟悉非线性结构分析工作台
1.1 "非线性结构分析"工作台入门
1.2 "热分析"工作台入门
第2篇功能详解
第2章创建有限元模型
2.1分析算题
2.2分析步
2.3结果请求
第3章模型属性
3.1材料属性
3.2指定单元
3.3创建连接行为
第4章装配属性
4.1使用交互向导
4.2分析连接
4.3接触属性
4.4连接属性
4.5距离连接属性
4.6焊接连接属性
4.7基于点的连接属性
第5章零件属性
5.1约束
5.2虚拟零件
第6章建模技术
6.1复制和粘贴
6.2创建组
6.3使用发布
6.4应用知识智件
6.5创建网格零件
6.6创建网格属性
6.7使用Abaqus单元质量检查
6.8指定接触面
6.9使用局部坐标系
第7章结构模拟历程与环境定义
7.1结构分析步 "
7.2边界条件
7.3载荷 "
7.4场 "
7.5质量 "
第8章热模拟历程和环境定义 '
8.1热分析步 '
8.2边界条件 一
8.3载荷
8.4场 。
第9章幅度 "
第10章传播
10.1状态术语
10.2编辑步相关的对象
第11章分析装配 "
11.1零件分析文件 _
11.2为分析准备装配
第12章分析控制
．12.1检查模型 '
12.2创建和定制作业 一
12.3提交和管理工作
12.4管理作业文件
12.5使用用户子程序
12.6在优化问题中使用分析传感器
第13章后处理
13.1访问结果 "
13.2可视化结果
第14章非线性结构分析工作台说明 '
14.1【分析联接】工具栏
14.2【分析控制】工具栏
14.3【分析步】工具栏
14.4【装配属性】工具栏
14.5【约束】工具栏
14.6【质量工具栏 '
14.7【模型管理器】工具栏"
14.8【后处理】工具栏
14.9【限制条件】工具栏
14. 10【属性】工具栏
14. 11【虚拟零件】工具栏．．
14. 12模型树
第15章【热分析】工作台说明
15.1【分析控制】工具栏
15.2【分析步】工具栏
15.3 【装配属性】工具栏
15.4【后处理】工具栏
15.5【限制条件】工具栏
15.6【属性】工具栏
15.7模型树
第16章非线性结构分析和热分析
第17章配置非线性结构分析和热分析
第18章非线性结构分析和热分析自动化接口
18.1 自动化接口描述
18.2-个使用非线性结构分析和热分析的自动化接口实例
第3篇计算实例
第19章固支杆应力分析
19.1零件设计
19.2生成ABAQUS计算工作
19.3运行分析工作
第20章壳的平面应力计算
20.1建立零件模型
20.2定义ABAQUS分析工作
20.3运行分析工作
20.4显示分析结果
第21章一端固定的长方体
21.1建立模型
21.2设计ABAQUS结构分析
21.3运行分析工作
21.4显示分析结果
第22章平端盖的应力分析
22.1建立零件模型
22.2定义ABAQUS分析工作
22.3运行分析工作
22.4显示分析结果
第23章承受扭矩和弯曲载荷联合作用的轴
23.1建立零件模型
23.2设置ABAQUS分析工作

23.3运行分析工作
23.4显示分析结果
第24章带有虚拟零件的应力分析
24.1设置虚拟零件 |
24.2修改模型边界条件
24.3运行分析工作
24.4显示分析结果
24.5 施加Smooth Virtual paIt
第25章装配零件的应力分析
25.1建立底座零件模型
25.2建立零件装配图
25.3设置ABAQUS分析工作
25.4运行分析工作
25.5显示分析结果
第26章接触分析
26.1建立板零件模型
26.2建立圆柱体零件模型
26.3装配零件
26.4设置ABAQUS分析工作
26.5运行分析工作
26.6显示分析结果
26.7考虑摩擦时的分析
第27章螺栓计算
27.1建立螺栓零件模型
27.2建立螺母零件模型
27.3生成一个薄钢板零件
27.4生成零件装配图
27.5设置ABAQUS分析工作
27.6运行分析工作
27.7显示分析结果
第28章抗震分析
28.1建立零件模型
28.2设置ABAQUS分析工作
28.3运行分析工作
28.4显示分析结果
第29章材料非线性变形分析"
29.1建立零件模型 一
29.2定义ABAQUS分析工作
29.3运行分析工作
29.4显示分析结果
第30章热分析实例
30.1建立零件模型
31.2设置ABAQUS热分析工作
30.3运行分析工作
30.4显示分析结果
第 31章结构和热联合分析
31.1定义ABAQUS结构分析工作
31.2运行分析工作
31.3显示分析结果

前言/序言

　　20世纪60年代，法国人提出了贝塞尔算法，使计算机处理曲线和曲面成为可能。法国达索飞机制造公司的开发者们，在二维绘图系统的基础上，开发出了以表面模型为特点的自由曲面建模，这就是三维曲面造型系统CATIA。此后，CAD软件发生了很大变化，设计软件层出不穷。

　　CATIA不仅有强大的曲面功能，而且分析功能也很完美。世界60%以上的航空和汽车业都使用CATIA，但在前几年它并不为国内广大设计者熟悉。一个重要的原因是它只能运行在工作站平台上。现在CATIA V5已经成功移植到个人电脑，所以在近几年内，相信CATIA会占据国内的CAD市场一半以上的份额，这也是竭力向广大读者推荐学习CATIA的原因。

　　作者在实际工作中曾经遇到多次采用其他软件无法解决，而由CATIA迎刃而解的问题，同时采用CATIA软件，还发现了由其他软件设计出现的问题。如作者在进行泵的强度计算时，由于泵具有渐开线曲面结构，采用其他软件无法建立泵的立体结构，采用CATIA的扫描成形，很方便地建立了泵的三维模型。其他人设计的一个一端是矩形一端是圆柱的过渡段，要在过渡段表面开孔。这个由其他CAD软件设计的平面图，没有发现问题，但由CATIA建立三维模型后，发现表面开孔有相互干涉现象，如果不建立三维模型，由平面图和剖面图，根本无法发现这样的问题。由CATIA三维模型还多次发现圆柱体中心开矩形孔时，尺寸出现问题的情况，由于平面做图时，只画了两个剖面，在剖面上，开的孔没有问题，但实际上矩形孔的对角线方向尺寸根本不够。基于这样的原因，作者希望初学者直接学习CATIA，在工作和学习时使用三维模型，需要二维模型时，可用CATIA直接由三维模型形成二维平面图样。

　　一般CATIA的用户注意的是其强大的建模功能，并且只把它作为一个简单的三维设计软件使用，但实际情况并非如此。尤其是在达索公司收购了HKS公司的ABAQUS之后，CATIA明显加强了其有限元分析计算功能。除改名为SIMULIA的有限元专门软件之外，达索公司开发了基于CATIA的SIMULIA for CATIA软件，加强了CATIA在非线性、动力学问题上的分析功能，使CATIA更加强大，本书即是针对这部分功能进行讲解的。

　　本书是基于CATIA V5 R20编写的，读者在更高的版本上也可以使用本书。读者在阅读本书使用软件时，要反复练习，可以根据本书的步骤，做一些自己学习和工作中遇到的模型，也可以用机械设计的标准件来做练习实例。

　　本书由盛选禹主编，参加编写工作的还有刘声、唐守琴、陈树青、盛硕、蔡薇、曹京文、王国丽、陈琳、盛选军、曹睿馨、关静、候险峰、曹建平、孟庆元、盛闯、宗纪鸿、许宁、曹建林、于伟谦、付喻、刘向芳、陈永澎、胡雅虹、朱绍玉、张继革、王恩标、李克勤、曹京珍、王兆举、吴晓声。由于时间比较仓促，作者认识水平有限，书中难免有错误出现。读者在阅读时发现错误后，请通知作者，不胜感激。也希望就CATIA的问题和广大读者继续探讨。

　　盛选禹

《精通CATIA结构分析：从入门到高级应用》 内容简介 在当今高度复杂和要求严苛的工程设计领域，结构分析扮演着至关重要的角色。它不仅是验证设计可行性、预测产品在各种工况下性能表现的基石，更是优化设计、降低成本、确保安全性的关键环节。CATIA，作为全球领先的集成化产品开发解决方案，其强大的结构分析模块为工程师提供了前所未有的设计与仿真能力。本书，《精通CATIA结构分析：从入门到高级应用》，旨在引领读者深入探索CATIA结构分析的强大功能，从基础概念到复杂的仿真场景，帮助您将理论知识转化为实际的工程应用能力，从而在产品设计与开发过程中取得卓越成就。 本书的编写初衷，是为了填补市面上在CATIA结构分析领域，能够兼顾理论深度、操作细节与实际工程案例讲解的教程空白。我们深知，许多工程师在接触CATIA结构分析时，往往面临着理论与实践脱节、软件操作复杂难懂、以及如何将仿真结果有效应用于设计决策等诸多挑战。因此，本书力求以清晰的逻辑、详实的步骤、丰富的图示以及贴近实际工程需求的案例，系统性地梳理CATIA结构分析的知识体系，帮助读者建立起扎实的理论基础，掌握高效的软件操作技巧，并最终能够独立完成复杂结构件的仿真分析。 本书特色与亮点 1. 全面覆盖，循序渐进： 本书内容从CATIA结构分析的基础知识入手，逐步深入到高级主题。我们首先会介绍结构分析的基本原理、有限元法的核心概念，以及CATIA结构分析模块的总体架构和工作流程。随后，章节将围绕模型准备、网格划分、边界条件施加、载荷定义、仿真求解、结果后处理与评估等关键环节展开，并配以大量的图文演示，确保读者能够清晰理解每一步的操作。 2. 深度剖析，操作精细： 每一个功能点的介绍都将力求详尽，避免“一笔带过”。例如，在网格划分部分，我们将详细讲解不同网格类型（四面体、六面体）、单元阶次、网格质量检查与优化方法，以及各种参数的含义和影响。在边界条件与载荷施加方面，我们将区分位移约束、力、压力、温度、惯性力等多种常见的加载方式，并解释如何准确地模拟实际工况。仿真求解设置部分，也将深入探讨求解器类型、收敛准则、分析类型（静态、模态、屈曲等）的选择与配置。 3. 理论与实践深度结合： 本书不仅仅停留在软件操作的层面，更注重将结构力学理论与CATIA的仿真功能相结合。在讲解每一个仿真步骤时，我们都会穿插相关的理论知识，解释这些理论如何在CATIA中得到体现，以及为何需要这样设置。例如，在进行模态分析时，我们将解释质量矩阵、刚度矩阵与固有频率、模态振型之间的关系，并指导读者如何在CATIA中设置和解读这些结果。 4. 海量案例，丰富多样： 为了更好地服务于工程实践，本书精心设计了大量具有代表性的工程案例。这些案例涵盖了不同行业、不同复杂度的结构分析场景，例如： 简单梁的弯曲与剪切分析： 帮助初学者理解基本载荷和约束对结构响应的影响。 支架的应力与位移分析： 演示如何处理三维复杂形状的部件，以及如何评估其强度。 压力容器的内压分析： 讲解如何施加内压载荷，并分析薄壁或厚壁结构的应力分布。 齿轮箱壳体的静态强度校核： 模拟多点载荷和约束，进行更复杂的应力评估。 汽车零部件的模态分析： 探索结构的固有频率和振型，以避免共振。 板类结构件的屈曲分析： 学习如何预测结构在受压载荷下的失稳临界载荷。 连接件（如螺栓连接）的仿真： 探讨如何在仿真中模拟螺栓的预紧力和连接关系。 热应力分析： 学习如何考虑温度变化对结构应力和位移的影响。 动载荷下的瞬态响应分析（初步介绍）： 为读者打开更高级仿真领域的大门。 每一个案例都将遵循“问题提出—模型准备—网格划分—边界条件与载荷—仿真求解—结果分析与设计建议”的完整流程，力求让读者在解决实际问题的过程中，掌握CATIA结构分析的完整技能链。 5. 结果后处理与解读： 仿真分析的最终目的是指导设计。本书将花费大量篇幅讲解如何有效地进行结果后处理，包括应力云图、位移云图、变形图、许用应力与实际应力的对比、安全系数计算等。更重要的是，我们将指导读者如何根据仿真结果，对设计进行优化和改进，例如调整结构形状、改变材料、增加加强筋等。 6. 常见问题与技巧： 在章节的末尾或专门的附录中，我们将整理和总结在CATIA结构分析过程中可能遇到的常见问题及其解决方案，以及一些提高仿真效率和精度的实用技巧。 7. 面向广泛读者群： 本书的目标读者包括但不限于： 正在使用或计划使用CATIA进行产品开发的机械工程师、结构工程师、设计工程师。 需要理解和应用结构分析结果的研发人员、项目经理。 在校学习机械设计、结构工程、航空航天、汽车工程等相关专业的学生。 希望提升自身工程仿真技能的从业人员。 对CATIA结构分析功能感兴趣的CAD/CAE技术爱好者。 学习本书，您将收获： 坚实的理论基础： 理解有限元分析的基本原理，知其然，更知其所以然。 精湛的软件操作技能： 熟练掌握CATIA结构分析模块的各项功能，高效完成建模、仿真、后处理。 解决工程问题的能力： 能够运用CATIA结构分析工具，解决实际工程中的结构设计与性能评估问题。 优化的设计思维： 学会如何从仿真结果中提炼设计洞察，实现产品性能的提升与成本的控制。 职业发展的助力： 掌握CATIA结构分析这项核心工程技术，显著提升在就业市场上的竞争力。 本书结构概述： 本书共分为X个主要部分，涵盖了从基础到高级的各个维度： 第一部分：CATIA结构分析入门 第一章：结构分析概述与CATIA仿真环境介绍 第二章：有限元分析基础理论 第三章：CATIA结构分析模块概览与工作流程 第四章：模型准备与前处理 第二部分：核心仿真操作与案例实践 第五章：网格划分技巧与质量控制 第六章：边界条件与载荷施加详解（静态分析） 第七章：静态结构分析案例：简单梁、支架 第八章：压力容器与薄板结构分析 第九章：复杂装配体的静态分析 第十章：模态分析：理解结构的固有特性 第十一章：模态分析案例：零部件振动分析 第十二章：屈曲分析：预测结构失稳 第十三章：屈曲分析案例：板件与框架受压稳定性 第十四章：热应力分析：考虑温度影响 第十五章：热应力分析案例：温升对结构的影响 第三部分：高级应用与综合技巧 第十六章：接触仿真与连接件分析 第十七章：动载荷下的瞬态响应分析初步 第十八章：结果后处理与优化设计策略 第十九章：仿真结果的验证与工程应用 第二十章：CATIA结构分析常见问题与解决方案 在阅读本书的过程中，我们鼓励读者勤于动手，跟随教程中的案例进行实践操作。通过反复练习，您将逐步熟悉CATIA的界面和功能，并将理论知识内化为解决实际问题的能力。我们相信，《精通CATIA结构分析：从入门到高级应用》将是您在CATIA结构分析领域学习道路上的一位得力助手，助您驾驭复杂工程挑战，设计出更可靠、更高效、更具竞争力的产品。 让我们一同踏上CATIA结构分析的精通之旅！

评分☆☆☆☆☆

评价三 这本书给我最大的惊喜在于，它将一个通常被认为是“硬核”且门槛很高的领域，变得如此易于理解和上手。我之前对有限元分析的印象就是枯燥的公式和复杂的理论，但这本书用一种非常实用和工程化的方式，将CATIA的非线性分析功能展现出来。它没有一开始就堆砌大量数学推导，而是从实际工程问题出发，告诉你为什么需要非线性分析，以及在CATIA中如何解决这些问题。比如，书中关于车辆悬架系统在承受冲击载荷时的非线性响应分析，讲解得非常清晰，从模型的前处理，到非线性参数的设置，再到结果的后处理，每一步都做了详细的说明。我最喜欢的一点是，它强调了对分析结果的解读和验证，这对于避免误判至关重要。书中也提到了如何根据分析结果对设计进行优化，这是一个非常实用的环节，让学习过程更有价值。我之前在使用其他软件进行非线性分析时，常常会因为对结果的理解不足而陷入困境，而这本书在这方面提供了很多有价值的指导。它也让我认识到，CATIA不仅仅是一个建模工具，更是一个强大的仿真分析平台。对于那些希望提升产品设计能力，或者想将设计与分析更紧密结合的工程师来说，这本书绝对是一个非常好的起点。它打开了我学习非线性分析的思路，让我觉得这个领域并没有想象中那么遥不可及。

评分☆☆☆☆☆

评价五 作为一名经验丰富的结构分析工程师，我一直在寻找能够与我现有的设计工具无缝集成的非线性分析解决方案。CATIA一直是我设计工作中的重要组成部分，而这本书的出现，让我惊喜地发现，我可以在这个熟悉的平台上实现高质量的非线性分析。教程内容深入浅出，既有严谨的理论基础，又不乏实际操作的指导。它详细讲解了非线性分析中各种关键参数的设置，如应变率效应、几何非线性和材料非线性等，并提供了如何根据具体工况选择最优参数的建议。我尤其欣赏书中对分析结果的后处理和评估部分，它不仅展示了如何查看变形、应力、应变等基本结果，还指导如何进行收敛性分析、稳定性分析以及如何提取关键的工程指标。书中关于疲劳分析的初步介绍也让我受益匪浅，它为我进一步研究结构的耐久性提供了方向。我通过这本书，能够更高效地在CATIA中进行非线性结构仿真，减少了因软件切换带来的效率损失，也提高了设计与分析的协同性。这本书的内容非常全面，覆盖了非线性分析的诸多方面，并且案例丰富，实用性强。对于任何希望在CATIA中进行高级非线性分析的专业人士来说，这本书都将是他们宝贵的参考书。它让我能够更好地理解和预测复杂结构的力学行为，从而做出更可靠的设计决策。

评分☆☆☆☆☆

评价四 坦白说，我对CATIA的非线性分析模块一直有些畏惧，总觉得它太专业，需要很深的理论功底才能驾驭。然而，这本书彻底改变了我的看法。它以一种非常友好的方式，将非线性分析的核心概念和CATIA中的具体操作相结合，让我在学习过程中几乎没有遇到什么大的障碍。教程中对不同类型的非线性现象，如材料屈服、大变形、以及结构失稳等，都进行了清晰的讲解，并提供了相应的CATIA操作步骤。我尤其关注书中关于接触仿真的内容，这在很多机械结构设计中都至关重要，例如齿轮啮合、滑动轴承等。书中详细阐述了如何正确定义接触对，选择合适的接触算法，以及如何处理接触面的分离和粘附，这些细节对于保证分析的准确性至关重要。而且，教程中的案例都非常有代表性，涵盖了汽车、航空航天、机械制造等多个领域的典型问题，这让我能够根据自己的工作内容找到相关的参考。我发现，这本书不仅仅是教你如何操作软件，更是教你如何思考，如何将实际工程问题转化为非线性有限元模型。它让我对CATIA的非线性分析能力有了更深的认识，也让我更有信心去解决更复杂的设计挑战。对于那些希望在CATIA中进行更深入、更精确结构分析的用户，这本书绝对是不可多得的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

评价一 这本书简直是给我打开了新世界的大门！一直以来，CATIA在三维建模领域的光芒都太过耀眼，以至于我之前都不知道它还有如此强大的非线性有限元分析能力。我一直从事汽车零部件的设计和验证工作，经常会遇到一些结构在承受大变形、材料屈服或者接触等复杂工况下的表现，而传统的线性分析往往显得力不从心。每次遇到这种问题，都要转用其他专业的FEA软件，不仅流程繁琐，数据导入导出也常常带来不必要的麻烦。当我偶然看到这本书时，简直欣喜若狂！教程从基础的概念讲起，循序渐进，即便是像我这样之前对CATIA的分析模块不太熟悉的读者，也能很快理解。书中详细讲解了如何设置非线性分析的各种参数，比如材料的非线性本构模型、接触的定义和算法，以及载荷和边界条件的施加方式。最让我印象深刻的是，它不仅仅是理论的堆砌，而是通过大量具体的案例，一步步演示如何在CATIA中实现这些复杂的分析。例如，书中关于座椅骨架在碰撞模拟中的非线性分析，详细展示了如何捕捉材料的塑性变形和结构失效的整个过程，这对于我理解和优化座椅的安全性能非常有帮助。而且，教程的图文并茂，清晰的截图和详细的步骤说明，让我在实际操作时能够得心应手，仿佛有老师在旁边手把手指导一样。这本书的出现，极大地提升了我工作效率，也让我对CATIA的潜力有了全新的认识，简直是我的工作助手升级神器！

评分☆☆☆☆☆

评价二 作为一名在航空航天领域工作的工程师，对结构强度和稳定性有着近乎苛刻的要求，尤其是对于一些承受冲击、振动或极端温度变化的部件，非线性分析是必不可少的。我之前一直使用几款主流的通用FEA软件，但坦白说，在与CATIA设计流程的集成性上，总感觉有些不尽如人意。这本书的出现，恰恰填补了这一空白。它让我意识到，原来在CATIA这个我熟悉的设计环境中，就能够进行如此深度和精度的非线性分析。教程的内容非常扎实，涵盖了非线性分析的各个关键点，比如大变形效应、屈曲分析、接触仿真以及疲劳分析的初步概念。书中对于如何选择合适的求解器、设置收敛准则以及解释复杂的分析结果，都有非常详尽的指导。我尤其欣赏书中对于材料模型的深入探讨，它不仅介绍了常用的塑性模型，还涉及了一些更复杂的本构关系，这对于模拟复合材料或高性能合金的行为至关重要。此外，书中对联系（contact）的讲解也堪称经典，详细阐述了不同类型的联系，以及如何处理它们的行为，这在很多实际应用中是决定分析精度的关键。通过这本书的学习，我能够更自信地在CATIA中进行复杂结构的非线性评估，减少了对外部软件的依赖，也加快了产品迭代的速度。这本书绝对是CATIA用户进行高级分析的宝贵资源，也是那些对结构行为有深度需求的工程师的必读之作。

评分☆☆☆☆☆

还没怎么看

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评分☆☆☆☆☆

大家都写别人知道的事

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感觉讲解的不是很清楚，一脸懵逼

评分☆☆☆☆☆

没光碟，没视频，没源文件。不知道怎么学

评分☆☆☆☆☆

还没怎么看

评分☆☆☆☆☆

挺好。

评分☆☆☆☆☆

～很不错我

评分☆☆☆☆☆

内容不错