ABAQUS 6.14中文版有限元分析从入门到精通/CAX工程应用丛书

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丁源 著
图书标签:
  • ABAQUS
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出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302449157
版次:1
商品编码:12055956
包装:平装
丛书名: CAX工程应用丛书
开本:16开
出版时间:2016-09-01
用纸:胶版纸
页数:467
字数:774000
正文语种:中文

具体描述

产品特色

编辑推荐

  免费赠送案例的源文件及INP文件供读者在操作练习时参考,资源下载地址为:http://pan.baidu.com/s/1i59Ec5n
  本书以基础和实例详解并重,既是ABAQUS初学者的学习教材,也可以作为对ABAQUS有一定基础的用户制定工程问题分析方案、精通高级前后处理与求解技术的参考书。
  除详细讲解基本知识外,还介绍了ABAQUS在各个行业中的应用。案例部分设置了轴对称容器的结构分析、桁架结构、弹塑性结构分析、风扇结构的转动等,几乎包含了机械分析的所有门类,让读者在掌握基本操作技巧的同时,也对机械设计行业有一个大致的了解,这是我们要达到的目标。
  本书详细介绍了ABAQUS各个功能模块的常用设置和使用技巧,不仅能使读者快速入门,还能全面了解ABAQUS有限元软件,提高工作效率。
  内容编排上注意难易结合,每一章先给出一个简单的实例,使读者一目了然地了解该类问题的特点和分析方法,然后列举一个或多个复杂实例,帮助读者掌握相关的高级技巧。
  详细介绍了每个工程实例的操作步骤,读者可以很轻松地按照书中的指示,一步步地完成软件操作。

内容简介

  本书系统地介绍了ABAQUS 6.14的使用,包括ABAQUS线性静力分析、接触分析、材料非线性分析、热应力分析、多体分析、频率提取分析、模态动态分析、显示动力学分析、用户子程序分析和后处理技巧等内容。
  本书内容从实际应用出发,侧重于ABAQUS的实际操作和工程问题的解决,针对每个知识点进行详细讲解,并辅以相应的实例,使读者能够快速、熟练、深入地掌握ABAQUS的相应功能。每个实例都以图文并茂的形式详细介绍ABAQUS/CAE的操作流程,并对INP文件进行细致地解释。此外,书中还讨论了用户常犯的错误和经常遇到的疑难问题,以及常见的错误信息和警告信息,并给出了相应的解决方法。
  本书结构严谨、重点突出、条理清晰,非常适合ABAQUS初级和中级用户使用,也可作为高职院校、大中专院校以及社会相关培训班的教材。

作者简介

  丁源,北航研究生,曾就职于五洲工程设计研究院,现为中国科学院光电研究院高级工程师。从事光机结构设计、精密机械设计工作。熟练掌握相关有限元分析软件,已从事机械设计及仿真计算工作十余年。精通ANSYS、AUTOCAD、UGNX、SolidWorks等软件,曾出版多部畅销书。

内页插图

目录

第1章 ABAQUS 6.14中文版概述 1
1.1 ABAQUS概述 1
1.2 ABAQUS 的主要模块 2
1.3 ABAQUS 使用环境 4
1.3.1 启动ABAQUS/CAE 5
1.3.2 ABAQUS的主窗口 5
1.3.3 ABAQUS/CAE功能模块 7
1.4 ABAQUS 6.14 新功能 9
1.5 实例快速入门 10
1.5.1 问题描述 10
1.5.2 问题分析 10
1.6 本章小结 19
第2章 基本模块和操作方法 20
2.1 ABAQUS分析步骤 20
2.1.1 前处理(ABAQUS/CAE) 20
2.1.2 分析计算(ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit) 20
2.1.3 后处理(ABAQUS/CAE或ABAQUS/Viewer) 21
2.2 ABAQUS/CAE的功能模块 21
2.3 部件模块和草图模块 22
2.3.1 部件的创建 22
2.3.2 部件的外部导入 23
2.3.3 问题模型的修复与修改 24
2.4 属性模块 25
2.4.1 材料属性 25
2.4.2 截面特性 26
2.4.3 梁的截面特性 27
2.4.4 特殊设置 27
2.5 装配模块 29
2.5.1 部件实体的创建 30
2.5.2 部件实体的定位 31
2.5.3 合并/切割部件实体 33
2.6 分析步模块 34
2.6.1 设置分析步 34
2.6.2 定义场输出 40
2.7 载荷模块 41
2.7.1 载荷的定义 41
2.7.2 边界条件的定义 43
2.7.3 设置预定义场 45
2.7.4 定义载荷工况 46
2.8 相互作用模块 47
2.8.1 相互作用的定义 47
2.8.2 定义约束 49
2.8.3 定义连接器 49
2.9 网格模块 51
2.9.1 定义网格密度 51
2.9.2 设置网格控制 52
2.9.3 设置单元类型 53
2.9.4 划分网格 54
2.9.5 检查网格 58
2.9.6 提高网格质量 59
2.10 分析作业模块 61
2.10.1 分析作业的创建和管理 61
2.10.2 网格自适应 63
2.11 可视化模块 64
2.11.1 显示无变形图和变形图 64
2.11.2 绘制云图 66
2.12 本章小结 67
第3章 INP文件和单元介绍 68
3.1 输入文件的组成和结构 68
3.2 INPUT文件的书写规则和外部导入 70
3.2.1 书写INPUT文件的语法和规则 70
3.2.2 从外存储器中引入模型或历史数据 72
3.2.3 文件的执行 72
3.3 简单INP文件实例详解 72
3.3.1 悬臂梁 72
3.3.2 孔平板分析 74
3.4 文件的类型介绍和常用指令 77
3.5 单元介绍 81
3.5.1 单元族 82
3.5.2 自由度 82
3.5.3 结点数目——插值的阶数 83
3.5.4 数学描述(Formulation) 84
3.5.5 积分 84
3.6 本章小结 85
第4章 结构静力学分析及实例详解 86
4.1 线性静态结构分析概述 86
4.2 结构静力学分析步骤 87
4.2.1 静力学分析的步骤 87
4.2.2 静力学分析特点 88
4.3 书架结构静力分析 88
4.3.1 问题描述 88
4.3.2 创建部件 88
4.3.3 组装部件 90
4.3.4 创建材料和截面属性 91
4.3.5 设置分析步和输出变量 92
4.3.6 定义载荷和边界条件 93
4.3.7 划分网格 95
4.3.8 提交作业 96
4.3.9 后处理 96
4.4 椭圆夹杂平板二维静力分析 100
4.4.1 问题描述 100
4.4.2 创建部件 100
4.4.3 创建材料和截面属性 102
4.4.4 定义装配件 104
4.4.5 设置分析步和输出变量 104
4.4.6 定义载荷和边界条件 105
4.4.7 划分网格 106
4.4.8 提交作业 108
4.4.9 后处理 108
4.5 弹性体的基本假设 112
4.6 本章小结 112
第5章 轴对称结构静力学分析 113
5.1 轴对称结构静力分析 113
5.1.1 轴对称结构的特点 113
5.1.2 对称结构分析要素 114
5.2 薄壁圆筒在切削力下的应力分析 114
5.2.1 问题描述 114
5.2.2 创建部件 115
5.2.3 创建材料和截面属性 115
5.2.4 定义装配件 116
5.2.5 设置分析步和输出变量 118
5.2.6 定义载荷和边界条件 119
5.2.7 划分网格 121
5.2.8 提交作业 122
5.2.9 后处理 122
5.3 长柱形天然气罐在内压作用下的静力分析 127
5.3.1 问题描述 128
5.3.2 轴对称模型线分析 129
5.3.3 轴对称模型平面分析 139
5.3.4 三维旋转壳结构分析 146
5.4 本章小结 153
第6章 接触问题分析 154
6.1 非线性问题分类 154
6.2 接触分析介绍 155
6.3 接触分析快速入门实例—— 平压头与平板的接触分析 155
6.3.1 问题描述 155
6.3.2 创建部件 156
6.3.3 创建材料和截面属性 157
6.3.4 定义装配件 158
6.3.5 划分网格 159
6.3.6 设置分析步 159
6.3.7 定义接触 161
6.3.8 定义边界条件和载荷 163
6.3.9 提交分析作业 166
6.3.10 后处理 166
6.4 ABAQUS中的接触分析 168
6.5 接触对的定义 169
6.6 有限滑移和小滑移 170
6.7 接触属性的定义 172
6.8 接触面的过盈量 173
6.9 MSG文件中的迭代信息 175
6.10 接触分析中的收敛问题 178
6.11 卡锁结构装配过程的模拟 184
6.11.1 问题描述 184
6.11.2 问题分析 184
6.11.3 绘制草图 184
6.11.4 创建部件 185
6.11.5 创建材料和截面属性 186
6.11.6 定义装配件 187
6.11.7 划分网格 187
6.11.8 设置分析步 188
6.11.9 定义接触 189
6.11.10 定义边界条件 191
6.11.11 提交分析作业 192
6.11.12 后处理 192
6.12 本章小结 196
第7章 材料非线性问题分析 197
7.1 材料非线性分析库简介 197
7.1.1 塑性 197
7.1.2 超弹性 200
7.1.3 粘弹性 201
7.2 纤维拉拔过程分析模拟 201
7.2.1 问题描述 202
7.2.2 创建部件 203
7.2.3 创建材料和截面属性 204
7.2.4 定义装配件 205
7.2.5 划分网格 206
7.2.6 设置分析步 207
7.2.7 定义载荷和边界条件 208
7.2.8 提交分析作业 210
7.2.9 后处理 210
7.3 基底上的薄膜撕脱过程分析 211
7.3.1 问题描述 211
7.3.2 创建部件 212
7.3.3 定义材料属性 213
7.3.4 装配部件 215
7.3.5 设置分析步 215
7.3.6 定义载荷和边界条件 217
7.3.7 划分网格 218
7.3.8 结果分析 220
7.3.9 后处理 221
7.4 本章小结 224
第8章 结构模态分析详解 225
8.1 动力学概述 225
8.1.1 动力学分析简介 225
8.1.2 动力学有限元法的基本原理 226
8.1.3 模态分析 229
8.2 结构模态分析的步骤 230
8.2.1 进行模态分析的功能 230
8.2.2 模态分析的步骤 230
8.3 固定结构的振动模态分析 231
8.3.1 问题描述 231
8.3.2 问题分析 232
8.3.3 创建部件 232
8.3.4 创建材料和截面属性 234
8.3.5 定义装配件 236
8.3.6 设置分析步和历史输出变量 236
8.3.7 定义载荷和边界条件 237
8.3.8 划分网格 238
8.3.9 结果分析 239
8.3.10 后处理 240
8.4 薄壳零件结构的模态分析 243
8.4.1 问题描述 243
8.4.2 问题分析 243
8.4.3 创建部件 244
8.4.4 创建材料和截面属性 245
8.4.5 定义装配件 246
8.4.6 设置分析步和历史输出变量 246
8.4.7 定义载荷和边界条件 248
8.4.8 划分网格 248
8.4.9 结果分析 249
8.4.10 后处理 250
8.5 货物吊车—— 动态载荷分析 252
8.5.1 问题分析 252
8.5.2 部件结构 253
8.5.3 定义单一桁架的几何形状 253
8.5.4 定义第二个桁架结构的几何形体 254
8.5.5 创建交叉支撑的几何形体 255
8.5.6 定义梁截面性质 256
8.5.7 创建梁截面 256
8.5.8 定义梁截面方向 257
8.5.9 创建装配件和分析步 257
8.5.10 定义约束 258
8.5.11 模拟在桁架和交叉支撑之间的铰接 258
8.5.12 定义载荷和边界条件 259
8.5.13 创建网格 260
8.5.14 提交作业 260
8.5.15 后处理 260
8.6 本章小结 261
第9章 结构谐响应分析详解 262
9.1 谐响应分析概述 262
9.2 谐响应分析流程 263
9.2.1 施加简谐载荷与求解 264
9.2.2 求解方法 265
9.2.3 查看结果 266
9.3 双—质量—弹簧系统的谐响应分析 266
9.3.1 问题描述 266
9.3.2 问题分析 266
9.3.3 创建部件 267
9.3.4 创建属性 267
9.3.5 定义装配件 268
9.3.6 设置分析步和输出变量 268
9.3.7 定义相互作用 269
9.3.8 定义载荷和边界条件 270
9.3.9 结果分析 272
9.3.10 后处理 274
9.4 梁—集中质量结构的谐响应分析 277
9.4.1 问题描述 278
9.4.2 问题分析 278
9.4.3 创建部件 278
9.4.4 创建属性 279
9.4.5 定义装配件 281
9.4.6 设置分析步和输出变量 281
9.4.7 定义相互作用 282
9.4.8 定义载荷和边界条件 283
9.4.9 划分网格 285
9.4.10 结果分析 286
9.4.11 后处理 287
9.5 本章小结 290
第10章 结构热分析详解 291
10.1 热分析简介 291
10.1.1 ABAQUS可以求解的热学问题 291
10.1.2 传热学基础知识 292
10.1.3 热应力分析的基本原理 295
10.2 长方体的热传导和热应力分析 297
10.2.1 问题描述 297
10.2.2 创建部件 298
10.2.3 定义材料属性 299
10.2.4 定义和指派截面属性 300
10.2.5 装配部件 301
10.2.6 设置分析步 301
10.2.7 定义相互作用 302
10.2.8 定义边界条件和载荷 303
10.2.9 划分网格 304
10.2.10 结果分析 306
10.2.11 后处理 307
10.3 罐与接管的热分析 312
10.3.1 问题描述 312
10.3.2 问题分析 312
10.3.3 创建部件 312
10.3.4 创建材料和截面属性 317
10.3.5 定义装配件 318
10.3.6 设置分析步 319
10.3.7 定义相互作用 321
10.3.8 定义载荷和边界条件 322
10.3.9 划分网格 323
10.3.10 提交作业 325
10.3.11 后处理 325
10.3.12 INP文件 327
10.4 本章小结 328
第11章 结构多体系统分析详解 329
11.1 ABAQUS多体系统分析 329
11.1.1 ABAQUS进行多体系统分析模拟步骤 329
11.1.2 ABAQUS/CAE进行多体系统分析需要注意的问题 329
11.2 ABAQUS连接单元和连接属性 330
11.2.1 ABAQUS中使用连接单元的步骤 330
11.2.2 连接单元边界条件和载荷 330
11.2.3 连接单元行为 331
11.2.4 ABAQUS的连接属性 332
11.3 风力发电机叶片旋转过程模拟 337
11.3.1 问题的描述 338
11.3.2 问题分析和求解 338
11.3.3 创建部件 340
11.3.4 创建材料和截面属性 341
11.3.5 定义装配件 342
11.3.6 划分网格 343
11.3.7 定义参考点和基准坐标系 344
11.3.8 定义集合 345
11.3.9 定义约束 346
11.3.10 定义连接属性和连接单元 348
11.3.11 设置分析步和历史输出变量 349
11.3.12 定义载荷和边界条件 351
11.3.13 提交作业 351
11.3.14 后处理 352
11.4 四杆连接机构分析 354
11.4.1 问题描述 355
11.4.2 问题分析 355
11.4.3 绘制草图 355
11.4.4 创建部件 356
11.4.5 创建材料和截面属性 357
11.4.6 定义装配件 358
11.4.7 设置分析步 359
11.4.8 定义连接属性和连接单元 359
11.4.9 设置历史输出变量 362
11.4.10 定义载荷和边界条件 363
11.4.11 划分网格 364
11.4.12 提交作业 365

前言/序言

  ABAQUS被誉为国际上功能最强大的有限元分析软件之一,特别是在非线性分析领域,它可以解决复杂的工程力学问题,融结构、传热学、流体、声学、电学以及热固耦合、流固耦合、热电耦合、声固耦合于一体,具有驾驭庞大求解规模的能力。
  ABAQUS在很多国家得到了广泛的应用,用户涉及机械、航空航天、船舶、电器、土木、水利、汽车等各个工程领域。ABAQUS不仅可以做单一部件的力学和复杂物理场的分析,而且可以处理多系统的分析,这一特点相对于其他软件是独一无二的。广大ABAQUS用户,特别是初学者都面临一个普遍的问题,即如何快速有效地理解和掌握ABAQUS丰富的分析功能和操作方法。因此,一本系统的ABAQUS教材是每个ABAQUS用户的必备参考书。
  1.本书特色
  本书是由从事多年ABAQUS工作和实践的一线从业人员编写,在编写的过程中,不只注重绘图技巧的介绍,还重点讲解了ABAQUS和工程实际的关系。本书主要有以下几个 特色。
  本书以基础和实例详解并重,既是ABAQUS初学者的学习教材,也可以作为对ABAQUS有一定基础的用户制定工程问题分析方案、精通高级前后处理与求解技术的参考书。
  除详细讲解基本知识外,还介绍了ABAQUS在各个行业中的应用。案例部分设置了轴对称容器的结构分析、桁架结构、弹塑性结构分析、风扇结构的转动等,几乎包含了机械分析的所有门类,让读者在掌握基本操作技巧的同时,也对机械设计行业有一个大致的了解,这是我们要达到的目标。
  本书详细介绍了ABAQUS各个功能模块的常用设置和使用技巧,不仅能使读者快速入门,还能全面了解ABAQUS有限元软件,提高工作效率。
  内容编排上注意难易结合,每一章先给出一个简单的实例,使读者一目了然地了解该类问题的特点和分析方法,然后列举一个或多个复杂实例,帮助读者掌握相关的高级技巧。
  详细介绍了每个工程实例的操作步骤,读者可以很轻松地按照书中的指示,一步步地完成软件操作。
  2.本书内容
  本书主要分为两大部分:ABAQUS基础和案例讲解,其中基础知识部分为1~3章,案例讲解部分为4~14章。
  第1章 ABAQUS 6.14中文版概述 第2章 基本模块和操作方法
  第3章 INP文件和单元介绍 第4章 结构静力学分析及实例详解
  第5章 轴对称结构静力学分析 第6章 接触问题分析
  第7章 材料非线性问题分析 第8章 结构模态分析详解
  第9章 结构谐响应分析详解 第10章 结构热分析详解
  第11章 结构多体系统分析详解 第12章 ABAQUS/Explicit显式分析
  第13章 ABAQUS屈曲分析详解 第14章 ABAQUS用户子程序分析详解
  3.随书资源文件
  随书提供了本书重要案例的源文件及INP文件,供读者在阅读本书时进行操作练习和参考,资源下载地址为:http://pan.baidu.com/s/1i59Ec5n(区分英文字母大小写)。
  如果下载有问题,请电子邮件联系booksaga@126.com,邮件主题为“ABAQUS 6.14中文版有限元分析从入门到精通”。
  4.本书作者
  本书主要由丁源编著,王芳、付文利、温正、唐家鹏、孙国强、乔建军、焦楠、李昕、林晓阳、刘冰、高飞、张迪妮、李战芬、韩希强、张文电、宋玉旺、张明明、张亮亮、刘成柱、郭海霞、于沧海、沈再阳、余胜威、焦楠、黄志国等也参与了本书的编写工作。
  5.技术支持
  读者在学习过程中遇到难以解答的问题,可以直接发邮件到编者邮箱,编者会尽快给予解答。编者邮箱:comshu@126.com。
  6.读者服务
  虽然在本书的编写过程中力求叙述准确、完善,但是由于水平有限,书中欠妥之处在所难免,希望读者和同仁能够及时指出,共同促进本书质量的提高。
  为了方便解决本书疑难问题,如果读者朋友在学习过程中遇到与本书有关的技术问题,就发送邮件到邮箱comshu@126.com,我们会尽快给予解答,竭诚为您服务。
  编 者
  2016年9月


有限元分析理论与实践:从基础到前沿 一、引言 在现代工程设计与分析领域,有限元分析(Finite Element Analysis, FEA)已成为不可或缺的强大工具。它能够模拟和预测复杂结构的力学行为、热传导、流体流动以及电磁场等现象,极大地提高了设计效率,降低了开发成本,并确保了产品的安全性和可靠性。本书旨在为广大工程师、研究人员及学生提供一个系统、深入的学习平台,全面掌握有限元分析的核心理论、常用方法及实际应用技巧。我们将从最基础的离散化思想出发,逐步深入到高级的分析技术,并结合丰富的工程案例,帮助读者建立起扎实的理论基础和熟练的实践能力,真正做到“从入门到精通”。 二、有限元分析核心理论 1. 问题的离散化与变分原理: 任何物理现象的分析,在数学上都可以转化为求解偏微分方程。有限元方法的核心思想是将连续的物理域划分为若干个小的、简单的单元(如三角形、四边形、四面体、六面体等)。在每个单元内部,复杂的场变量(如位移、温度、压力等)可以用简单的插值函数(形函数)来近似表示。而求解偏微分方程的难点,则可以通过引入虚功原理、最小势能原理等变分原理,转化为代数方程组的求解。本书将详细阐述这些变分原理的物理意义和数学推导过程,并解释它们在有限元方法中的核心作用。 2. 单元类型与形函数: 单元的类型和形函数的选择直接影响着分析的精度和效率。我们将介绍不同维度(一维、二维、三维)下常见的单元类型,包括杆单元、梁单元、三角形单元、四边形单元、四面体单元、六面体单元等。重点阐述形函数的概念,介绍拉格朗日插值、高斯点插值等常见插值方法,以及如何根据单元的节点数和形状函数选择来构建单元刚度矩阵、质量矩阵以及体力阵。在此基础上,深入探讨单元精度与节点数量、形函数阶数之间的关系。 3. 整体刚度矩阵的组装与求解: 将所有单元的单元刚度矩阵、单元质量矩阵以及单元体力阵,通过节点位移(或其他场变量)的连续性条件,组装成全局的平衡方程组(即整体刚度矩阵方程:$K u = F$)。这一过程是有限元分析的关键步骤,本书将详细讲解单元坐标系到整体坐标系的转换,以及如何利用局部到整体的映射关系进行矩阵的组装。随后,我们将深入探讨各种线性方程组的求解方法,包括直接法(如高斯消元法、LU分解)和迭代法(如共轭梯度法、雅可比法、高斯-赛德尔法),分析不同求解方法的优缺点及适用场景。 4. 边界条件与载荷施加: 边界条件的正确施加是获得准确分析结果的关键。本书将详细介绍各种类型的边界条件,包括位移边界条件(固定约束、位移约束)、力边界条件(集中力、分布力、压力)、以及更复杂的温度边界条件、流体边界条件等。讲解如何在全局刚度矩阵中体现这些边界条件,以及各种载荷形式的等效节点载荷力的计算方法。 5. 单元几何与材料本构关系: 单元的几何形状直接影响着其应力应变状态的描述。我们将重点讨论等参单元的概念,即单元形函数既用于插值节点位移,也用于描述单元的几何形状。这将使得有限元方法能够精确描述复杂的几何形状。此外,材料的本构关系(如线弹性、弹塑性、粘弹性、各向同性、各向异性等)是描述材料响应的重要因素。本书将深入探讨不同材料模型的有限元离散化方法,以及如何在单元分析中考虑这些复杂的本构关系。 三、常用有限元分析模块与技术 1. 静力学分析(Static Analysis): 静力学分析是有限元分析中最基础、最常用的分析类型,用于研究物体在静态载荷作用下的平衡状态,包括应力、应变和位移的分布。本书将重点讲解静力学分析的求解流程,包括模型建立、材料定义、边界条件与载荷施加、网格划分、求解以及结果后处理。通过大量实际工程案例,如梁的弯曲、板的受压、轴的扭转等,帮助读者掌握静力学分析的完整过程。 2. 动力学分析(Dynamic Analysis): 动力学分析研究物体在时变载荷作用下的响应,包括振动、冲击、模态分析等。我们将详细介绍动力学分析的基本方程(如 $Mddot{u} + Cdot{u} + Ku = F(t)$),并深入讲解各种动力学分析方法: 模态分析(Modal Analysis): 求解结构的固有频率和振型,这是理解结构动力学行为的基础。 谐响应分析(Harmonic Response Analysis): 分析结构在周期性激励下的稳态响应。 瞬态动力学分析(Transient Dynamic Analysis): 求解结构在任意时变载荷下的响应,包括冲击响应、自由振动衰减等。 随机振动分析(Random Vibration Analysis): 用于评估结构在随机载荷作用下的疲劳寿命和可靠性。 3. 热分析(Thermal Analysis): 热分析研究物体内部的温度分布、热流密度以及热应力。我们将讲解热传导的微分方程,以及如何将其转化为有限元方程。内容将涵盖稳态热分析(Steady-State Thermal Analysis)和瞬态热分析(Transient Thermal Analysis),以及不同类型的热载荷,如温度载荷、热流密度、热辐射、对流等。还将探讨热应力(Thermal Stress)的产生机理和计算方法,以及如何将热分析结果耦合到结构分析中。 4. 结构-热耦合分析(Thermo-Mechanical Coupling Analysis): 许多工程问题同时涉及力学和热学行为,例如发动机部件、电子元件等。本书将详细介绍结构-热耦合分析的理论基础和实现方法,讲解如何将热分析结果作为载荷施加到结构分析中,或者在分析过程中实现热场和力场的双向耦合。 5. 接触分析(Contact Analysis): 接触是工程中普遍存在的现象,例如装配体、齿轮啮合等。接触分析是有限元分析中一个复杂但至关重要的部分。我们将深入讲解接触的类型(点-点、点-面、面-面)、接触算法(如罚函数法、拉格朗日乘子法)以及摩擦的建模。通过详细的案例,帮助读者掌握如何准确模拟和分析接触问题。 6. 非线性分析(Nonlinear Analysis): 当材料屈服、结构发生大变形、接触发生变化或载荷随位移变化时,需要进行非线性分析。本书将详细讲解非线性分析的基本原理,包括几何非线性、材料非线性和接触非线性。重点介绍迭代求解方法(如牛顿-拉夫逊法及其改进算法)在非线性分析中的应用,并给出多种非线性问题的求解策略。 7. 拓扑优化与参数优化(Topology Optimization and Parametric Optimization): 有限元分析不仅用于评估现有设计,还可用于优化设计。本书将介绍拓扑优化的基本思想,即在给定的设计空间内,通过材料的优化分布来获得最优的结构形态,以达到减重、提高刚度或降低应力的目的。同时,也将介绍参数优化,通过调整设计变量来优化结构性能。 四、有限元分析前处理与后处理 1. 模型几何创建与导入: 详细介绍如何从零开始创建有限元分析模型,包括点、线、面的绘制,以及三维体的构建。同时,也会讲解如何导入来自CAD软件的几何模型,并进行必要的几何清理和修复,以满足有限元分析的要求。 2. 材料属性定义: 讲解如何为模型中的不同部件定义材料属性,包括线弹性、弹塑性、各向同性、各向异性等材料模型。强调正确选择材料模型和参数的重要性。 3. 网格划分(Meshing): 网格划分是有限元分析的核心环节之一,直接影响分析精度和计算效率。本书将详细介绍不同类型的网格(结构化网格、非结构化网格)、网格划分的策略(如映射网格、扫掠网格、自由网格)以及网格质量的评估标准(如长宽比、雅可比行列式、角度等)。将通过大量实例讲解如何针对不同的几何形状和分析需求,选择合适的网格划分方法和参数。 4. 载荷与约束的施加: 前面已详细介绍,此处不再赘述。 5. 结果的查看与分析(Post-processing): 有限元分析的最终目的是理解和解释计算结果。本书将详细讲解如何利用后处理器查看和分析计算结果,包括位移云图、应力云图、应变云图、温度云图、应变能密度图等。介绍如何进行结果的切片、路径提取、探针测量、以及结果的统计与评估。重点讲解如何根据分析结果来判断结构的可靠性,识别潜在的失效模式,并提出改进建议。 五、典型工程应用案例 本书将贯穿大量的典型工程应用案例,涵盖以下领域,但不限于: 机械工程: 轴承座应力分析、齿轮强度校核、连接件的装配应力分析、涡轮叶片的热应力分析、汽车零部件的碰撞模拟、管道应力分析等。 航空航天工程: 飞机结构强度与刚度分析、火箭发动机的热防护设计、卫星结构的振动模态分析等。 土木工程: 桥梁结构的静动力学分析、隧道开挖应力分析、大坝渗流与应力耦合分析、高层建筑的抗震分析等。 汽车工程: 车身结构强度分析、悬架系统动力学分析、发动机热管理分析、碰撞安全模拟等。 电子工程: 电子封装的应力与可靠性分析、PCB板的振动分析、散热器设计优化等。 生物医学工程: 骨骼的力学性能分析、人工关节的应力分布、血管的血流动力学模拟等。 每个案例都将遵循“问题描述-模型建立-分析求解-结果解读-优化建议”的完整流程,帮助读者将理论知识融会贯通到实际工程问题中。 六、高级分析技术与前沿展望 在掌握了基础理论和常用技术后,本书还将触及一些高级分析技术,为读者打开更广阔的视野: 断裂力学分析(Fracture Mechanics Analysis): 评估材料在裂纹存在下的承载能力和寿命。 疲劳分析(Fatigue Analysis): 预测结构在重复载荷作用下的疲劳寿命。 损伤力学分析(Damage Mechanics Analysis): 模拟材料在损伤累积过程中的力学响应。 多物理场耦合分析(Multiphysics Coupling Analysis): 如电磁-结构耦合、流体-结构耦合等。 大规模并行计算(High-Performance Computing, HPC): 探讨如何利用并行计算技术来加速复杂模型的分析。 本书的最后,还将对有限元分析的未来发展方向进行展望,包括深度学习在FEA中的应用、基于GPU的加速技术、云端FEA平台等,引领读者站在技术前沿。 七、结语 有限元分析是一门集理论、方法和工具于一体的综合性学科。本书力求通过严谨的理论推导、清晰的讲解和丰富的实践案例,为读者提供一条从入门到精通的清晰路径。我们相信,通过本书的学习,您将能够熟练掌握有限元分析的各项技术,并将其有效应用于解决复杂的工程实际问题,成为一名优秀的工程分析专家。

用户评价

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初次接触ABAQUS,我怀揣着一丝忐忑和无限的期待。我选择这本书,是因为它承诺从入门到精通,这对于一个像我这样零基础的学习者来说,无疑是莫大的吸引力。第一眼看到这本书的厚度,我就知道它一定承载了丰富的知识,也意味着我需要付出大量的努力。翻开目录,清晰的章节划分让我对学习路径有了大致的了解。从基础的建模、网格划分,到各种分析类型的讲解,再到后处理的技巧,每一个环节都似乎被照顾得滴水不漏。我尤其期待书中关于结构力学、热力学等经典工程问题的案例分析,希望通过这些实实在在的例子,能够真正理解ABAQUS的强大之处,并学以致用。虽然还没有深入学习,但我已经能感受到这本书为我搭建起了一座通往有限元分析世界的坚实桥梁。

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作为一个有一定工程经验的人,我一直在寻找一本能够帮助我将ABAQUS从一个高级工具提升到解决复杂工程问题的能力的指南。这本书给了我这个机会。它不仅仅是教授软件的某个功能,更注重于如何将有限元分析方法应用到实际的工程场景中。比如,书中关于疲劳寿命预测、接触仿真以及动力学分析的讲解,都非常贴合实际工程的需求。我特别喜欢书中对不同材料模型的选择和应用场景的详细阐述,这对于进行精确的材料行为模拟至关重要。此外,书中还涉及了一些高级的后处理技巧,比如自定义云图、数据提取以及报告生成,这些都能够大大提升我的工作效率,让我能够更专业地呈现仿真结果。

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这本书的内容非常充实,让我对ABAQUS的理解不仅仅停留在表面的操作层面,而是能够触及到其背后的力学原理。我特别关注了书中关于非线性分析的部分,这部分内容通常是有限元学习的难点,但作者的处理方式非常巧妙,通过一系列的实例,层层递进地讲解了各种非线性因素的影响,以及如何设置和求解。我印象深刻的是,书中还提到了如何对仿真结果进行误差评估和验证,这一点非常重要,它让我知道如何判断仿真结果的可靠性,以及如何在实际应用中避免误用。读完这部分内容,我感觉自己对如何进行严谨的工程仿真有了更深刻的认识。

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这本书就像一位经验丰富的老友,娓娓道来,将复杂抽象的有限元理论用通俗易懂的语言呈现在我面前。我一直对工程模拟抱有浓厚的兴趣,但苦于缺乏系统性的指导。这本书恰好填补了我的空白。书中对于ABAQUS各个功能模块的讲解,循序渐进,让我不会因为庞大的软件界面而感到无从下手。尤其是一些操作细节的描述,比如在进行几何建模时,如何精确地绘制草图,如何有效地进行曲面和体的布尔运算,这些看似微不足道的技巧,往往是决定模型构建效率和精度的关键。我尝试着按照书中的步骤,在软件中实际操作,每一步都得到了及时的反馈,这让我非常有成就感。感觉自己不再是那个只能看懂理论的学生,而是真正能够运用工具解决工程问题的工程师了。

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说实话,在决定购买这本书之前,我也在网上看了不少关于ABAQUS学习的资源,但总感觉碎片化,难以形成完整的知识体系。这本书的出现,极大地缓解了我的焦虑。它不仅仅是一本操作手册,更像是一本理论与实践相结合的教科书。书中对有限元基本理论的讲解,虽然深入,但却没有枯燥的说教,而是巧妙地融入到软件操作的讲解之中。这使得我能更直观地理解为什么需要进行网格收敛性分析,为什么不同单元类型会对结果产生影响。我非常欣赏书中对各种失效模式分析的案例,比如塑性变形、断裂力学等,这些都是我在实际工程中经常会遇到的问题,能够学到如何用ABAQUS来模拟和预测这些现象,对我来说意义重大。

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内容还算丰富,总体满意

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因为图书馆借不到这本书,所以在这里买了,但是没有得到任何优惠,希望有优惠

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非常好用的,谅解很详细

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好多文不对图片,图片不对文,上来第一个实

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为了自学abaqus购买的教材,希望有助于快速入门。

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比较系统专业

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质量很好 ,品质保障。

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我看起来还是吃力 不够详细

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为了不坑大家,如实评价,书是正版,但错误太多,编者太不走心,相比6.11来说本该有所改进吧,可实际上虽但未改正之前的错误,还把正确的给改错了,有图有真相,谁买坑谁!

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