Pro/ENGINEER機(jī)構(gòu)仿真分析與高級(jí)設(shè)計(jì)
定 價(jià)：88 元
叢書名：普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材
- 作者：汪中厚著
- 出版時(shí)間：2017/6/1
- ISBN：9787030538062
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TH122
- 頁(yè)碼：533
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
本書以Pro/ENGINEER軟件為例，主要針對(duì)有限元分析的基本理論知識(shí)與分析方法，介紹了結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及Top-Down的建模方法。
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CAE（computeraidedengineering）是用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、動(dòng)力響應(yīng)等力學(xué)性能的分析計(jì)算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)等問題的一種近似數(shù)值分析方法。CAE在工程上應(yīng)用至今，已有50多年的發(fā)展歷史，已經(jīng)是分析連續(xù)力學(xué)各類問題的一種重要手段，也已成為航空航天、機(jī)械、土木結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域必不可少的數(shù)值計(jì)算工具。在CAD/CAE/CAM系統(tǒng)曰益成熟的今天，掌握好CAE軟件的操作和應(yīng)用對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和分析有著非常重要的作用。
Pro/ENGINEER是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC）基于單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、特征、全相關(guān)及工程數(shù)據(jù)再利用等概念開發(fā)的一個(gè)強(qiáng)大的CAD/CAE/CAM軟件。該軟件運(yùn)用P法進(jìn)行分析，解析精度高；采用自頂向下的建模方式，提高建模的效率；同時(shí)該軟件集結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等功能于一體，可以完全實(shí)現(xiàn)幾何模型和有限元分析的無縫集成，使得設(shè)計(jì)人員能夠在設(shè)計(jì)階段就對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行優(yōu)化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低設(shè)計(jì)成本，提高工作效率。Pro/MECHANICA是集靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)分析于一體的有限元模塊，能夠根據(jù)實(shí)際工況對(duì)模型施加約束及載荷，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)、模態(tài)、翹曲、疲勞、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、振動(dòng)等分析。因此，作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)，Pro/MECHANICA得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAE/CAM軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。
本書主要包含三部分內(nèi)容，第一部分主要是關(guān)于Pro/MECHANICA模塊的介紹，首先結(jié)合簡(jiǎn)單實(shí)例對(duì)Pro/MECHANICA分析模塊中的相關(guān)命令進(jìn)行介紹。第1章簡(jiǎn)單介紹Pro/MECHANICA軟件的特點(diǎn)及安裝方法；第2章主要結(jié)合材料力學(xué)及彈性力學(xué)相關(guān)的理論知識(shí)對(duì)模型進(jìn)行分析，并運(yùn)用Pro/MECHANICA進(jìn)行分析驗(yàn)證；第3章通過添加材料屬性、網(wǎng)格劃分、約束條件等來介紹Pro/MECHANICA的前處理過程；第4章主要介紹梁?jiǎn)卧蜌卧哪Ｐ停⒔Y(jié)合相關(guān)實(shí)例，驗(yàn)證其計(jì)算結(jié)果與實(shí)體單元的差別；第5章通過界面的連接方式、焊縫、剛性連接、受力連接、緊固件等介紹組件分析模型的建模方法；第6章結(jié)合相關(guān)實(shí)例對(duì)靜態(tài)分析、大變形分析、模態(tài)分析、預(yù)應(yīng)力靜態(tài)分析、預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析、屈曲分析、疲勞分析進(jìn)行講解；第7章結(jié)合相關(guān)實(shí)例對(duì)動(dòng)態(tài)時(shí)域分析、動(dòng)態(tài)頻域分析、動(dòng)態(tài)沖擊分析、隨機(jī)振動(dòng)分析進(jìn)行講解；第8章主要針對(duì)零件進(jìn)行敏感度分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)，接著介紹Pro/MECHANICA的批處理功能；第9章主要介紹二維平面的應(yīng)力及應(yīng)變問題；第10章主要結(jié)合平面四連桿機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、碟形凸輪機(jī)構(gòu)介紹運(yùn)動(dòng)學(xué)的初步知識(shí)；第11章結(jié)合汽車變速箱的模型，綜合運(yùn)用上述知識(shí)對(duì)其進(jìn)行分析，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。第二部分主要介紹了齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)。第12章通過外嚙合齒輪、內(nèi)嚙合齒輪、空間定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、行星輪系來介紹齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析；第13章通過平壓平模切機(jī)的實(shí)例來介紹機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析過程。第三部分主要介紹Top-Down的建模方法，并通過手機(jī)外殼和電動(dòng)機(jī)減速器的實(shí)例詳細(xì)介紹Top-Down的建模過程。
本書所有實(shí)例均為常見的結(jié)構(gòu)模型，隨書光盤包含了全部實(shí)例的所需文件。每一個(gè)實(shí)例所需的文件，均放在相應(yīng)的實(shí)例名的文件夾中。
本書在出版過程中，作者的近幾屆研究生，特別是張興林、李剛、劉欣榮、王冰青、顧坤隆、劉紹鯤、馬雅鶴、曹歡、張藝、徐闡、張文學(xué)、趙超凡、楊潤(rùn)春、張翠等，做了大量的資料整理工作，同時(shí)在出版過程中也得到了很多專家學(xué)者的支持和幫助，在此一并深表感謝。由于時(shí)間倉(cāng)促，加上水平有限，不足之處在所難免，歡迎廣大讀者批評(píng)指正。
目錄
前言
第1章 Pro/MECHANICA簡(jiǎn)介 1
1.1 關(guān)于Pro/MECHANICA 1
1.1.1 Pro/MECHANICA結(jié)構(gòu)模塊的主要功能 1
1.1.2 Pro/MECHANICA配置文件 2
1.1.3 Pro/MECHANICA 5.0的更新 2
1.2 Pro/MECHANICA的工作模式 2
1.2.1 集成模式 3
1.2.2 獨(dú)立模式 6
1.2.3 操作模式的比較 6
1.3 Pro/MECHANICA的操作界面 7
1.3.1 本書使用的Pro/MECHANICA版本和安裝 7
1.3.2 集成模式的操作界面 8
1.3.3 獨(dú)立模式的操作界面 10
1.4 Pro/MECHANICA的功能特性 11
第2章 Pro/MECHANICA的有效性證明 13
2.1 材料力學(xué)懸臂梁分析計(jì)算 13
2.1.1 問題描述 13
2.1.2 理論解析計(jì)算 13
2.1.3 Pro/MECHANICA分析計(jì)算 14
2.1.4 結(jié)果對(duì)比研究 14
2.2 彈性力學(xué)孔邊應(yīng)力集中問題的分析 15
2.2.1 問題描述 15
2.2.2 理論解析計(jì)算 16
2.2.3 Pro/MECHANICA分析計(jì)算 17
2.2.4 結(jié)果對(duì)比研究 19
2.3 小結(jié) 19
第3章 前處理過程設(shè)置 20
3.1 材料性能及定義方法 20
3.1.1 概述 20
3.1.2 材料指定的指導(dǎo)方針 21
3.1.3 材料定義的方法 21
3.2 網(wǎng)格劃分 23
3.3 約束及載荷的定義 26
3.3.1 點(diǎn)約束 27
3.3.2 邊(線)約束 28
3.3.3 面約束 30
3.3.4 坐標(biāo)系約束 31
3.3.5 對(duì)稱約束 34
3.3.6 點(diǎn)載荷 38
3.3.7 壓力載荷 40
3.3.8 軸承載荷 41
3.3.9 體載荷 42
3.3.10 函數(shù)功能 46
第4章 梁?jiǎn)卧蜌卧?50
4.1 概述 50
4.2 模型分類 50
4.2.1 梁?jiǎn)卧攀?50
4.2.2 桁架概述 60
4.2.3 殼單元概述 70
第5章 組件模型的建立 93
5.1 界面 93
5.1.1 連接 93
5.1.2 自由 101
5.1.3 接觸 110
5.2 焊縫 119
5.2.1 端焊縫 120
5.2.2 周邊焊縫 128
5.2.3 點(diǎn)焊縫 136
5.3 剛性連接 145
5.4 受力連接 147
5.5 緊固件 150
第6章 結(jié)構(gòu)分析實(shí)例 156
6.1 概述 156
6.2 靜態(tài)分析 156
6.2.1 靜態(tài)分析簡(jiǎn)介 156
6.2.2 線性靜態(tài)分析實(shí)例 156
6.3 大變形問題分析 162
6.3.1 大變形分析簡(jiǎn)介 162
6.3.2 大變形分析實(shí)例 163
6.4 模態(tài)分析 178
6.4.1 模態(tài)分析簡(jiǎn)介 178
6.4.2 模態(tài)分析實(shí)例 179
6.5 預(yù)應(yīng)力靜態(tài)分析 184
6.5.1 預(yù)應(yīng)力靜態(tài)分析簡(jiǎn)介 184
6.5.2 預(yù)應(yīng)力靜態(tài)分析實(shí)例 184
6.6 預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 194
6.6.1 預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析簡(jiǎn)介 194
6.6.2 預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析實(shí)例 194
6.7 屈曲分析 201
6.7.1 屈曲分析簡(jiǎn)介 201
6.7.2 屈曲分析實(shí)例 202
6.8 疲勞分析 210
6.8.1 疲勞分析簡(jiǎn)介 210
6.8.2 疲勞分析實(shí)例 210
第7章 振動(dòng)分析 218
7.1 概述 218
7.2 動(dòng)態(tài)時(shí)域分析 218
7.2.1 動(dòng)態(tài)時(shí)域分析簡(jiǎn)介 218
7.2.2 動(dòng)態(tài)時(shí)域分析實(shí)例 219
7.3 動(dòng)態(tài)頻域分析 229
7.3.1 動(dòng)態(tài)頻域分析簡(jiǎn)介 229
7.3.2 動(dòng)態(tài)頻域分析實(shí)例 229
7.4 動(dòng)態(tài)沖擊分析 243
7.4.1 動(dòng)態(tài)沖擊分析簡(jiǎn)介 243
7.4.2 動(dòng)態(tài)沖擊分析實(shí)例 243
7.5 隨機(jī)振動(dòng)分析 253
7.5.1 動(dòng)態(tài)隨機(jī)振動(dòng)分析簡(jiǎn)介 253
7.5.2 動(dòng)態(tài)隨機(jī)振動(dòng)分析實(shí)例 254
第8章 靈敏度分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究 263
8.1 概述 263
8.2 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究 263
8.2.1 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究簡(jiǎn)介 263
8.2.2 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究的創(chuàng)建實(shí)例 264
8.3 敏感度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì) 270
8.3.1 敏感度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)概念 270
8.3.2 加強(qiáng)筋敏感度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì) 271
8.3.3 梁結(jié)構(gòu)的敏感度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì) 291
8.4 批處理簡(jiǎn)介 303
8.4.1 批處理簡(jiǎn)介 303
8.4.2 批處理簡(jiǎn)介實(shí)例 304
第9章 二維平面問題分析 318
9.1 概述 318
9.2 平面應(yīng)力問題概述 318
9.3 平面應(yīng)變問題 327
9.4 2D軸對(duì)稱問題 342
第10章 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析初步 354
10.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真簡(jiǎn)介 354
10.2 運(yùn)動(dòng)分析工作流程 355
10.3 運(yùn)動(dòng)分析的連接 355
10.4 運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真的前處理 357
10.4.1 伺服電動(dòng)機(jī) 357
10.4.2 建立運(yùn)動(dòng)特性測(cè)量 358
10.5 平面四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 358
10.6 活塞(曲柄滑塊機(jī)構(gòu))運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 366
10.7 碟形凸輪運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 381
第11章 實(shí)戰(zhàn)案例 389
11.1 問題描述 389
11.2 工程結(jié)構(gòu)分析 389
11.3 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比 400
11.4 本章小結(jié) 401
第12章 齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 403
12.1 概述 403
12.2 齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真分析 403
12.2.1 齒輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 403
12.2.2 外嚙合齒輪運(yùn)動(dòng)分析實(shí)例 403
12.2.3 內(nèi)嚙合齒輪運(yùn)動(dòng)分析實(shí)例 411
12.3 空間定軸輪系運(yùn)動(dòng)仿真分析 419
12.3.1 定軸輪系簡(jiǎn)介 419
12.3.2 空間定軸輪系運(yùn)動(dòng)分析實(shí)例 419
12.4 周轉(zhuǎn)輪系運(yùn)動(dòng)仿真分析 434
12.4.1 周轉(zhuǎn)輪系簡(jiǎn)介 434
12.4.2 行星輪周轉(zhuǎn)輪系運(yùn)動(dòng)分析實(shí)例 434
12.5 行星輪系運(yùn)動(dòng)仿真分析 444
12.5.1 行星輪系簡(jiǎn)介 444
12.5.2 行星輪系運(yùn)動(dòng)分析實(shí)例 444
第13章 實(shí)戰(zhàn)案例 455
13.1 問題描述 455
13.2 工程分析 456
第14章 Top-Down設(shè)計(jì) 469
14.1 Top-Down設(shè)計(jì)概述 469
14.2 Pro/ENGINEER二維布局Layout 469
14.2.1 二維布局(Layout)概述 470
14.2.2 產(chǎn)生2D圖元 471
14.2.3 完成Layout的設(shè)計(jì) 478
14.2.4 參數(shù)化Layout——實(shí)例研究 483
14.3 關(guān)系式及其語法 485
14.3.1 關(guān)系式中的數(shù)學(xué)函數(shù) 486
14.3.2 關(guān)系式中的運(yùn)算 487
14.3.3 關(guān)系式中的變量 488
14.3.4 關(guān)系式中的字符運(yùn)算 489
14.3.5 關(guān)系式的格式 491
14.3.6 關(guān)系式的排序 493
14.4 用骨架進(jìn)行設(shè)計(jì) 494
14.4.1 骨架文件概述 495
14.4.2 骨架實(shí)例 497
14.5 Master Part 503
14.5.1 Master Part的介紹 503
14.5.2 Master Part實(shí)例 504
14.6 定義產(chǎn)品組成 512
14.6.1 定義產(chǎn)品組成結(jié)構(gòu) 513
14.6.2 新建零部件的方法說明 514
14.7 Top-Down中設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的傳遞 516
14.7.1 數(shù)據(jù)傳遞的方法概述 516
14.7.2 布局傳遞 517
14.7.3 幾何傳遞 527
主要參考文獻(xiàn) 534
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