SOLIDWORKS2024有限元、虚拟样机与流场分析从入门到精通

　　本书包含SOLIDWORKS 2024有限元、虚拟样机和流场分析三大部分，以分析为中心，贯穿从有限元分析到流体分析的工程实践全过程。全书包括有限元分析中的静态分析、频率分析、热力分析、疲劳分析、非线性分析、屈曲分析、跌落测试分析、压力容器设计、设计算例优化和评估分析、虚拟样机技术和流场分析技术等。为了方便广大读者更加形象直观地学习本书，随书配赠电子资料包，包含全书实例操作过程录屏讲解AVI文件和实例源文件，以及额外赠送的SOLIDWORKS工业设计相关操作实例的录屏讲解AVI电子教材。本书适合自学用户，包括制造类企业的工程技术人员，并可作为高校机械专业的课程设计用书及CAD/CAE课程教材。

　　三维书屋工作室：胡仁喜、刘昌丽编

目　录
前言
第1章　SOLIDWORKS Simulation 2024概述 1
1.1　有限元法 2
1.2　有限元分析法（FEA）的基本概念 2
1.3　SOLIDWORKS Simulation 2024的功能和特点 3
1.4　SOLIDWORKS Simulation 2024的启动 5
1.5　SOLIDWORKS Simulation 2024的使用 6
1.5.1　算例专题 6
1.5.2　定义材料属性 8
1.5.3　载荷和约束 9
1.5.4　网格的划分和控制 10
1.5.5　运行分析与观察结果 12
第2章　静态分析 15
2.1　单一网格静应力分析 16
2.1.1　静态算例的概念 16
2.1.2　四面体实体单元 16
2.1.3　实例—内六角扳手 17
2.1.4　三角形壳单元 20
2.1.5　实例—书挡 25
2.1.6　梁单元 31
2.1.7　实例—鞋架 33
2.2　混合网格静应力分析 41
2.2.1　混合网格—实体单元、壳单元和梁单元 41
2.2.2　实例—椅子 41
第3章　频率分析 52
3.1　频率分析概述 53
3.2　零件的频率分析 53
3.2.1　带约束的频率分析 53
3.2.2　实例—带约束的风叶的振动分析 54
3.2.3　不带约束的频率分析 58
3.2.4　实例—不带约束的风叶的振动分析 58
3.2.5　带载荷的频率分析 61
3.2.6　实例—带载荷和约束的风叶的振动分析 61
3.3　装配体的频率分析 63
3.3.1　全部接合的频率分析 63
3.3.2　实例—脚轮装配全部接合的频率分析 64
3.3.3　部分接合的频率分析 70
3.3.4　实例—脚轮装配部分接合的频率分析 71
第4章　热力分析 74
4.1　热力分析概述 75
4.1.1　热力分析材料属性 75
4.1.2　热传递的原理 75
4.2　稳态热力分析 76
4.2.1　稳态热力分析术语 76
4.2.2　实例—芯片的稳态热力分析 76
4.3　瞬态热力分析 82
4.3.1　阶梯热载荷的瞬态热力分析 82
4.3.2　实例—芯片阶梯热载荷的瞬态热力分析 84
4.3.3　变化热载荷的瞬态热力分析 88
4.3.4　实例—芯片变化热载荷的瞬态热力分析 90
4.3.5　恒温控制热载荷的瞬态热力分析 91
4.3.6　实例—芯片恒温控制热载荷的瞬态热力分析 92
4.4　带辐射的热力分析 94
4.4.1　带辐射的稳态热力分析 94
4.4.2　实例—灯泡辐射的热力分析 95
4.5　高级热应力2D简化 99
4.5.1　2D简化的属性管理器介绍 100
4.5.2　实例—换热管的2D热力分析和热应力分析 101
第5章　疲劳分析 111
5.1　疲劳分析概述及术语 112
5.1.1　疲劳分析概述 112
5.1.2　疲劳S-N曲线 113
5.2　恒定振幅疲劳分析和变幅疲劳分析 116
5.2.1　恒定振幅疲劳分析属性 116
5.2.2　“添加事件（恒定） ”属性管理器介绍 118
5.2.3　变幅疲劳分析属性 119
5.2.4　“添加事件（可变） ”属性管理器介绍 121
5.3　综合实例—弹簧的变幅疲劳分析 123
第6章　非线性分析 131
6.1　非线性静态分析 132
6.1.1　非线性静态分析概述 132
6.1.2　非线性分析适用场合 133
6.1.3　非线性分析的类型 134
6.2　几何非线性分析 135
6.2.1　几何非线性分析概述 135
6.2.2　实例—弹簧 136
6.3　材料非线性分析 141
6.3.1　材料塑性分析 141
6.3.2　实例—轴 142
6.4　边界非线性（接触）分析 148
6.4.1　接触 148
6.4.2　实例—卷簧 148
第7章　屈曲分析 154
7.1　屈曲分析概述 155
7.1.1　线性屈曲与非线性屈曲 155
7.1.2　屈曲属性 156
7.2　实例—导杆的线性屈曲分析 157
7.3　实例—圆柱连接杆非线性屈曲分析 162
第8章　跌落测试分析和压力容器设计 169
8.1　跌落测试分析 170
8.1.1　跌落测试分析的步骤 170
8.1.2　实例—茶杯在刚性地面跌落测试分析 174
8.1.3　实例——茶杯在弹性地面跌落测试分析 178
8.1.4　实例——茶杯弹塑性跌落测试分析 179
8.1.5　实例—散热扇接触跌落测试分析 181
8.2　压力容器设计分析 186
8.2.1　压力容器设计概述 186
8.2.2　压力容器设计的分析步骤 186
8.2.3　线性化应力结果 187
8.2.4　实例—立式空气储罐设计 188
第9章　设计算例优化和评估分析 196
9.1　设计算例优化和评估分析概述 197
9.1.1　设计算例 197
9.1.2　定义设计变量、约束和目标 199
9.1.3　优化设计算例 202
9.1.4　评估设计算例 202
9.1.5　定义设计算例属性 203
9.1.6　查看结果 203
9.2　实例—泵体的结构优化分析 206
9.3　实例——泵体的评估分析 217
第10章　SOLIDWORKS Motion 2024技术基础 221
10.1　虚拟样机技术及运动仿真 222
10.1.1　虚拟样机技术 222
10.1.2　数字化功能样机及机械系统动力学分析 223
10.2　Motion分析运动算例 224
10.2.1　弹簧 224
10.2.2　阻尼 225
10.2.3　接触 225
10.2.4　引力 226
10.3　用SOLIDWORKS Motion 2024分析曲柄滑块机构 226
10.3.1　SOLIDWORKS Motion 2024的启动 227
10.3.2　曲柄滑块机构的参数设置 227
10.3.3　仿真求解 231
第11章　SOLIDWORKS Motion 2024仿真分析实例 236
11.1　连杆运动机构 237
11.1.1　调入模型设置参数 237
11.1.2　仿真求解 238
11.2　阀门凸轮机构 240
11.2.1　调入模型设置参数 240
11.2.2　仿真求解 243
11.2.3　优化设计 245
11.3　挖掘机运动机构 247
11.3.1　调入模型设置参数 247
11.3.2　仿真求解 250
11.4　球摆机构 252
11.4.1　调入模型设置参数 252
11.4.2　仿真求解 253
11.4.3　支架受力分析 255
第12章　SOLIDWORKS Flow Simulation 2024 技术基础 256
12.1　计算流体动力学基础 257
12.1.1　连续介质模型 258
12.1.2　流体的基本性质 258
12.1.3　作用在流体上的力 259
12.1.4　流动分析基础 260
12.1.5　流体运动的基本概念 260
12.1.6　流体流动及换热的基本控制方程 263
12.1.7　边界层理论 266
12.2　SOLIDWORKS Flow Simulation基础 266
12.2.1　SOLIDWORKS Flow Simulation的应用领域 266
12.2.2　SOLIDWORKS Flow Simulation的使用流程 267
12.2.3　SOLIDWORKS Flow Simulation的网格技术 268
12.3　球阀流场分析实例 269
第13章　SOLIDWORKS Flow Simulation 2024分析实例 292
13.1　电子设备散热问题 293
13.2　非牛顿流体的通道圆柱绕流 314
13.3　管道摩擦阻力 318