Pro/ENGINEER機構(gòu)仿真分析與高級設(shè)計
定 價：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
- 出版時間：2017/6/1
- ISBN：9787030538062
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TH122
- 頁碼：533
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
本書以Pro/ENGINEER軟件為例，主要針對有限元分析的基本理論知識與分析方法，介紹了結(jié)構(gòu)分析、運動學(xué)分析以及Top-Down的建模方法。
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CAE（computeraidedengineering）是用計算機輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強度、剛度、動力響應(yīng)等力學(xué)性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計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、機械、土木結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域必不可少的數(shù)值計算工具。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)用對于產(chǎn)品設(shè)計和分析有著非常重要的作用。
Pro/ENGINEER是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC）基于單一數(shù)據(jù)庫、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)的一個強大的CAD/CAE/CAM軟件。該軟件運用P法進行分析，解析精度高；采用自頂向下的建模方式，提高建模的效率；同時該軟件集結(jié)構(gòu)分析、運動學(xué)分析、動力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等功能于一體，可以完全實現(xiàn)幾何模型和有限元分析的無縫集成，使得設(shè)計人員能夠在設(shè)計階段就對設(shè)計模型進行優(yōu)化，及時發(fā)現(xiàn)問題，提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，降低設(shè)計成本，提高工作效率。Pro/MECHANICA是集靜態(tài)分析、動態(tài)結(jié)構(gòu)分析于一體的有限元模塊，能夠根據(jù)實際工況對模型施加約束及載荷，實現(xiàn)靜態(tài)、模態(tài)、翹曲、疲勞、動態(tài)響應(yīng)、振動等分析。因此，作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標準，Pro/MECHANICA得到業(yè)界的認可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAE/CAM軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計領(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)合簡單實例對Pro/MECHANICA分析模塊中的相關(guān)命令進行介紹。第1章簡單介紹Pro/MECHANICA軟件的特點及安裝方法；第2章主要結(jié)合材料力學(xué)及彈性力學(xué)相關(guān)的理論知識對模型進行分析，并運用Pro/MECHANICA進行分析驗證；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章主要介紹梁單元和殼單元的模型，并結(jié)合相關(guān)實例，驗證其計算結(jié)果與實體單元的差別；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)實例對靜態(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、疲勞分析進行講解；第7章結(jié)合相關(guān)實例對動態(tài)時域分析、動態(tài)頻域分析、動態(tài)沖擊分析、隨機振動分析進行講解；第8章主要針對零件進行敏感度分析與優(yōu)化設(shè)計，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)合平面四連桿機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)、碟形凸輪機構(gòu)介紹運動學(xué)的初步知識；第11章結(jié)合汽車變速箱的模型，綜合運用上述知識對其進行分析，并通過實驗進行驗證。第二部分主要介紹了齒輪機構(gòu)的運動學(xué)知識。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構(gòu)的運動學(xué)分析；第13章通過平壓平模切機的實例來介紹機構(gòu)的運動學(xué)分析過程。第三部分主要介紹Top-Down的建模方法，并通過手機外殼和電動機減速器的實例詳細介紹Top-Down的建模過程。
本書所有實例均為常見的結(jié)構(gòu)模型，隨書光盤包含了全部實例的所需文件。每一個實例所需的文件，均放在相應(yīng)的實例名的文件夾中。
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、楊潤春、張翠等，做了大量的資料整理工作，同時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。由于時間倉促，加上水平有限，不足之處在所難免，歡迎廣大讀者批評指正。
目錄
前言
第1章 Pro/MECHANICA簡介 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)懸臂梁分析計算 13
2.1.1 問題描述 13
2.1.2 理論解析計算 13
2.1.3 Pro/MECHANICA分析計算 14
2.1.4 結(jié)果對比研究 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 理論解析計算 16
2.2.3 Pro/MECHANICA分析計算 17
2.2.4 結(jié)果對比研究 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 點約束 27
3.3.2 邊(線)約束 28
3.3.3 面約束 30
3.3.4 坐標系約束 31
3.3.5 對稱約束 34
3.3.6 點載荷 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 梁單元和殼單元 50
4.1 概述 50
4.2 模型分類 50
4.2.1 梁單元概述 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)分析實例 156
6.1 概述 156
6.2 靜態(tài)分析 156
6.2.1 靜態(tài)分析簡介 156
6.2.2 線性靜態(tài)分析實例 156
6.3 大變形問題分析 162
6.3.1 大變形分析簡介 162
6.3.2 大變形分析實例 163
6.4 模態(tài)分析 178
6.4.1 模態(tài)分析簡介 178
6.4.2 模態(tài)分析實例 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)分析簡介 184
6.5.2 預(yù)應(yīng)力靜態(tài)分析實例 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)分析簡介 194
6.6.2 預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析實例 194
6.7 屈曲分析 201
6.7.1 屈曲分析簡介 201
6.7.2 屈曲分析實例 202
6.8 疲勞分析 210
6.8.1 疲勞分析簡介 210
6.8.2 疲勞分析實例 210
第7章 振動分析 218
7.1 概述 218
7.2 動態(tài)時域分析 218
7.2.1 動態(tài)時域分析簡介 218
7.2.2 動態(tài)時域分析實例 219
7.3 動態(tài)頻域分析 229
7.3.1 動態(tài)頻域分析簡介 229
7.3.2 動態(tài)頻域分析實例 229
7.4 動態(tài)沖擊分析 243
7.4.1 動態(tài)沖擊分析簡介 243
7.4.2 動態(tài)沖擊分析實例 243
7.5 隨機振動分析 253
7.5.1 動態(tài)隨機振動分析簡介 253
7.5.2 動態(tài)隨機振動分析實例 254
第8章 靈敏度分析與優(yōu)化設(shè)計研究 263
8.1 概述 263
8.2 標準設(shè)計研究 263
8.2.1 標準設(shè)計研究簡介 263
8.2.2 標準設(shè)計研究的創(chuàng)建實例 264
8.3 敏感度分析和優(yōu)化設(shè)計 270
8.3.1 敏感度分析和優(yōu)化設(shè)計概念 270
8.3.2 加強筋敏感度分析和優(yōu)化設(shè)計 271
8.3.3 梁結(jié)構(gòu)的敏感度分析和優(yōu)化設(shè)計 291
8.4 批處理簡介 303
8.4.1 批處理簡介 303
8.4.2 批處理簡介實例 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軸對稱問題 342
第10章 運動學(xué)分析初步 354
10.1 機構(gòu)運動仿真簡介 354
10.2 運動分析工作流程 355
10.3 運動分析的連接 355
10.4 運動學(xué)仿真的前處理 357
10.4.1 伺服電動機 357
10.4.2 建立運動特性測量 358
10.5 平面四連桿機構(gòu)運動學(xué)仿真 358
10.6 活塞(曲柄滑塊機構(gòu))運動學(xué)仿真 366
10.7 碟形凸輪運動學(xué)仿真 381
第11章 實戰(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)果與實驗結(jié)果的對比 400
11.4 本章小結(jié) 401
第12章 齒輪機構(gòu)的運動學(xué)分析 403
12.1 概述 403
12.2 齒輪機構(gòu)運動仿真分析 403
12.2.1 齒輪機構(gòu)簡介 403
12.2.2 外嚙合齒輪運動分析實例 403
12.2.3 內(nèi)嚙合齒輪運動分析實例 411
12.3 空間定軸輪系運動仿真分析 419
12.3.1 定軸輪系簡介 419
12.3.2 空間定軸輪系運動分析實例 419
12.4 周轉(zhuǎn)輪系運動仿真分析 434
12.4.1 周轉(zhuǎn)輪系簡介 434
12.4.2 行星輪周轉(zhuǎn)輪系運動分析實例 434
12.5 行星輪系運動仿真分析 444
12.5.1 行星輪系簡介 444
12.5.2 行星輪系運動分析實例 444
第13章 實戰(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 469
14.1 Top-Down設(shè)計概述 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 478
14.2.4 參數(shù)化Layout——實例研究 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 用骨架進行設(shè)計 494
14.4.1 骨架文件概述 495
14.4.2 骨架實例 497
14.5 Master Part 503
14.5.1 Master Part的介紹 503
14.5.2 Master Part實例 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 534
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