Autodesk Inventer有限元分析和運動仿真詳解

內容介紹

《Autodesk Inventor有限元分析和運動仿真詳解》結構清晰、實用性強，詳細講解了Autodesk Inventor有限元應力分析和運動仿真的功能、原理和套用技巧。《Autodesk Inventor有限元分析和運動仿真詳解》主要內容包括有限元結構靜力分析、模態分析、運動仿真以及套用它們來校核三維設計的強度；穩定、檢驗模型的運動和動力功能，進而實現最佳設計。《Autodesk Inventor有限元分析和運動仿真詳解》所配光碟包含的套用實例是作者為解決用戶常見的疑難問題而專門製作的，便於讀者學習和領會。《Autodesk Inventor有限元分析和運動仿真詳解》的內容和實例模型適用於2008／2009版本的Autodesk Inventor Simulation或Autodesk Inventor Professional。
《Autodesk Inventor有限元分析和運動仿真詳解》可作為工程設計單位的設計工程師，以及高等院校機械、力學、汽車、家電和日用產品等工程設計專業的師生的參考書，也可作為廣大CAD／CAE工程人員的培訓教材。

作者介紹

唐湘民（Gary Tang）博士是美國Autodesk公司機械製造業部門的CAD／CAE資深工程師，從Inventor第9版開始集成有限元分析和動態仿真以來，其一直擔任軟體質量技術負責人（Tech Lead of Inventor Professional Quality Assurance）。 唐湘民博士具有豐富的有限元和動態仿真的知識和經驗，先後在中國科學技術大學近代力學系、中國科學院岩土力學研究所、重慶大學工程力學系和加拿大曼尼托巴大學從事工程力學、動力學和有限元的科研、教學和工程套用等工作。本書基於其20多年來豐富的力學和仿真經驗，針對用戶通常遇到的技術難題、對計算結果理解的困惑、設計理論上的知識需求，通過專門為本書創建的三維模型來深入淺出地詳解Inventor有限元分析和運動仿真的原理、設計思路、方法、技巧和經驗。

作品目錄

前言第1章Inventor、應力分析與運動仿真仿真概述1．1Inventor簡介1．1．1用Inventor創建三維設計模型1．1．2Inventor三維模型與二維工程圖1．1．3Inventor與AutoCAD的兼容性1．1．4Inventor與其他CAD檔案格式1．1．5Inventor-的數據共享1．1．6Inventor軟體包和產品系列1．2Inventor應力分析與運動仿真簡介1．2．1Inventor應力分析1．2．2Inventor運動仿真1．3用CAD建模進行有限元分析和運動仿真的設計方法第2章有限元分析概述2．1三維結構設計的應力分析2．1．1結構的力學問題2．1．2邊值問題的數值解法2．2有限元法2．2．1離散2．2．2單元、位移和單元剛度矩陣2．2．3形函式、高階單元和收斂2．2．4邊界條件2．2．5求解域的總的剛度矩陣和代數方程求解2．2．6誤差評估2．2．7對結果的理解和解釋2．2．8有限元法的套用第3章應力分析的界面和套用3．1“應力分析”工具面板和瀏覽器3．2應力分析的設定3．2．1定義材料3．2．2施載入荷3．2．3施加約束3．2．4應力分析設定3．2．5求解3．3啟用應力分析第4章應力分析結果4．1等效應力4．2主應力4．3變形4．4安全係數4．5固有頻率和模態形狀4．6其他的應力計算結果4．7對應力分析結果查看的實例——梁的有限元應力分析4．7．1等效應力4．7．2最大主應力4．7．3最小主應力4．7．4變形4．7．5安全係數4．8應力分析結果可視化顯示4．8．1編輯顏色欄4．8．2動畫計算結果4．8．3設定計算結果顯示選項4．9使用分析得到的結果4．10進一步分析或者報告輸出到ANSYSWorkbench4．11設計中常用的材料強度理論4．11．1材料的強度準則4．11．2最大切應力準則4．11．3最大畸變能密度準則4．11．4最大正應力準則4．11．5庫侖一莫爾準則第5章在設計中結合應力分析的實例5．1對設計模型的初步分析5．2在零件造型環境中進行應力分析5．3在應力分析環境中修改幾何尺寸5．4在應力分析環境中用收斂來取得更好的精度5．5在設計過程中進行應力分析的意義第6章常見問題的解決技巧和方法6．1應力分析中的常見問題6．1．1格線劃分失敗6．1．2求解失敗6．1．3收斂失敗6．2零件被約束不足和弱彈簧的引入6．3使用應力分析的技巧6．3．1施加力在合理的幾何面積上6．3．2略去次要特徵6．3．3使用“結果收斂”求得更精確的結果6．3．4Inventor功能在應力分析中的技巧第7章模態分析7．1模態分析的類型7．1．1模態分析中不考慮預應力作用7．1．2模態分析中考慮預應力作用7．2模態分析的結果7．2．1固有頻率7．2．2模態形狀7．3軸和圓盤在不同條件下的模態分析實例7．3．1軸在不被約束條件下的模態分析7．3．2軸在被約束條件下的模態分析7．3．3預應力對模態參數的作用7．4振動、固有頻率和模態形狀的概念7．4．1一維自由度的自由振動 7．4．2梁的自由振動7．4．3振動的類型7．4．4固有頻率和模態形狀7．4．5套用固有頻率和模態形狀7．5使用有限元法進行模態分析第8章運動仿真界面及運行仿真8．1運動仿真界面8．1．1“運動仿真”工具面板8．1．2運動仿真瀏覽器8．1．3“仿真”面板8．2運動仿真簡單流程——電扇的運動仿真8．3運行仿真8．3．1“仿真”面板簡介“8．3．2動態零件運動“第9章運動仿真的關鍵概念第10章運動機理中的連線10．1連線類型10．1．1標準連線lO．1．2滾動連線和滑動連線lO．1．3二維接觸連線10．1．4力連線10．2產生連線的方法10．2．1手動插入連線10．2．2通過“繼承裝配約束”產生連線10．2．3自動產生基於裝配約束的連線 lO．3連線的特性10．4產生連線的規則第11章機理的物理特性和力學環境11．1驅動條件——驅動齒輪傳動系統11．2定義初始條件和範圍邊界11．2．1初始位置11．2．2初始速度——保齡球仿真的初始條件I11．2．3自由度的界限1l．3作用在連線自由度上的力矩或力11．4施加外力第12章輸入圖示器12．1輸入圖示器界面12．2定義變數的法則12．2．1“線性”函式定義變數12．2．2用“擺線”函式定義變數12．2．3用“正弦或餘弦”函式定義變數12．2．4用“樣條曲線”函式定義變數 12．2．5用“多項式”函式定義變數12．2．6“公式”定義變數12．3定義一個隨時間變化的複雜變數12．3．1產生一條由多扇區組成的曲線 12．3．2在一個扇區由多個法則疊加定義的曲線12．3．3多時問扇區、多法則疊加定義的驅動條件的實例12．4運動曲線的條件12．5在模擬中套用輸入圖示器的實例12．6變數在定義區域外的特性12．6．1常數12．6．2常數斜度12．6．3模量12．6．4周期12．6．5自由第13章輸出圖示器和仿真結果13．1輸出圖示器13．2同步13．3輸出圖示器中的輸入條件或輸出結果13．3．1運動變數13．3．2驅動力13．3．3關節動力13．3．4動力因素13．3．5在輸出圖示器中顯示輸入變數和仿真結果第14章過度約束導致的冗餘及修復14．1冗餘14．2冗餘機理運動及計算結果的有效性14．3修復有冗餘的模型14．4自動修復冗餘第15章運動仿真在設計中套用的實例15．1使用“未知力”功能求解運動機構的靜態平衡條件15．1．1運動仿真的“未知力”功能15．1．2套用“未知力”功能的實例——開啟酒瓶時，開啟器各部件的受力15．2基於對草圖受力分析的設計——曲柄連桿滑塊機構的實例15．3使用“軌跡”功能進行逆向工程設計——如何確定繞線機的凸輪輪廓15．4可運動機構在靜止狀態下的受力分析15．4．1可調整結構的受力狀態15．4．2用運動仿真計算可運動結構在靜止狀態的受力第16章運動機理中構件的有限元分析16．1靜態平衡和動態平衡16．2對運動構件的有限元應力分析16．2．1運動構件的載荷條件16．2．2在有限元求解中消除運動構件的剛體運動第17章運動部件的有限元應力分析17．1運動載荷——電扇在運行時各傳動部件的受力17．2輸出到有限元分析17．2．1選定載荷承載面17．2．2選定時間點17．3對運動零部件進行有限元分析17．3．1輸入運動載荷17．3．2在默認設定下進行有限元分析——電扇葉片和軸的應力分布17．3．3應力分析在多步驟運動時的設定17．4選定載荷承載面17．4．1手動選定一個適當的面17．4．2手動選定一個載荷的多個面17．4．3使用自動選定選項來定義載荷承載面17．5輸出固定零件的運動載荷17．6對運動部件有限元分析的流程第18章機械裝置的“準”靜態平衡和應力分析18．1“準”靜態平衡——挖掘機在挖掘時鏟斗的受力18．2零件在靜態平衡下的有限元分析——鏟斗的應力分布附錄主要辭彙中英文對照參考文獻