Femap & NX Nastran基礎及高級應用

前言

　　Siemens PLM Software公司是全球領先的產品生命周期管理（PLM）軟件和服務提供商，在全球有51000家客戶，裝機量550萬套。公司提供的開放式企業(yè)解決方案幫助企業(yè)及其合作伙伴通過全球化創(chuàng)新網絡進行產品全生命周期協(xié)作，以提供世界級的產品和服務?！　elocity Series是Siemens PLM Software推出的面向中端市場的高性價比解決方案，包括Solid Edge、Femalp、CAM Express和Teamcenter Express 4個產品，涵蓋了產品開發(fā)過程中的產品設計、仿真分析、數(shù)控加工和產品數(shù)據(jù)管理。Velocity Series基于Siemens PLM Software歷經實踐檢驗的企業(yè)級PLM技術而開發(fā)，各產品之間具有緊密集成，并預配置行業(yè)最佳實踐，功能強大但價格適中，具有總成本低廉、易于學習、易于使用的特點，是廣大制造企業(yè)實施PLM的最佳選擇?！　olid Edge是功能強大且易用的主流三維CAD軟件。它支持至頂向下和至底向上的設計思想，其建模核心、鈑金設計、大裝配設計、產品制造信息管理、生產出圖、價值鏈協(xié)同、內嵌的有限元分析和產品數(shù)據(jù)管理等功能遙遙領先于同類軟件，是企業(yè)核心設計人員的最佳選擇，已經成功應用于機械、電子、航空、汽車、儀器儀表、模具、造船、消費品等行業(yè)。2008年Solid Edge推出獨創(chuàng)性的同步建模技術使得該產品進一步確立了技術領先地位?！　emap是全球領先的高級有限元分析解決方案，采用NX Nastran解算器。該解決方案獨立于CAD系統(tǒng)，可以讀取所有主流CAD系統(tǒng)數(shù)據(jù)，其強大高效的網格劃分、解算以及后處理功能能夠滿足從最簡單到最復雜的有限元分析需求。從20世紀90年代推出至今，F(xiàn)emap已經被全球各行業(yè)超過20000家企業(yè)應用，重要客戶包括NASA、波音、洛克希德馬丁、空中客車、通用電氣、索尼、松下、Intel、佳能、尼康、博世、法拉利、豐田、本田、尼桑等。

內容概要

本書是Siemens PLM Software公司官方指定的培訓教材，系統(tǒng)、全面地介紹了全球領先的CAE解決方案Femap with NX Nastran的各種有限元分析功能、操作方法和分析技巧。全書共分12章，前11章詳細闡述了Femap with NX Nastran的功能模塊、操作界面、基本分析流程、常用工具、單元、材料、網格劃分、后處理、靜態(tài)分析、動態(tài)相應分析等重要知識點，并結合實例進行說明；第12章主要介紹了Femap V10所兼容的CAD數(shù)據(jù)的版本以及其他的求解器，還包括了NX Nastran其他的一些高級功能的簡單介紹。在內容編排上，充分考慮各種層次、不同行業(yè)讀者的思路和接受能力，去繁從簡、由淺入深，實用性和可操作性強，從而使讀者能夠迅速上手以產生成就感?！　”緯剿虵emap安裝光盤一張，讀者可自行安裝試用?！　”緯勺鳛閺V大工程技術人員學習有限元分析的培訓教材與自學參考書，也可作為各級院校的教學用書。

書籍目錄

第1章  Femap概述　1.1  Femap界面　1.2  菜單　　1.2.1  File菜單　　1.2.2  Tools菜單　1.3  Femap的視圖　　1.3.1  視圖的動態(tài)操作　　1.3.2  View菜單　1.4  可停靠面板　　1.4.1  Model Info面板　　1.4.2  Entity Editor面板　　1.4.3  Message Window面板　1.5  自定義工具條　1.6  狀態(tài)欄和系統(tǒng)托盤　1.7  Femap常用對話框　　1.7.1  選擇對話框　　1.7.2  定位對話框　1.8  單位以及單位轉換　1.9  數(shù)據(jù)管理（組和層）　1.10  選擇工具　1.11  快捷鍵　　1.11.1  常用快捷鍵　　1.11.2  對話框上的快捷鍵　　1.11.3  選擇對話框上的快捷鍵　　1.11.4  自定義快捷鍵　1.12  獲取幫助第2章  模型簡化與網格密度　2.1  板殼與實體　　2.1.1  模型對比　　2.1.2  薄板舉例　2.2  網格疏密　　2.2.1  合適的單元大小　　2.2.2  粗糙的單元大小　　2.2.3  精密的單元大小　　2.2.4  結論　2.3  約束和載荷的注意事項　　2.3.1  約束　　2.3.2  載荷　2.4  有限元術語第3章  創(chuàng)建幾何模型　3.1  工作平面　3.2  創(chuàng)建幾何模型　3.3  創(chuàng)建直線——Line　3.4  創(chuàng)建圓弧——Arc　3.5  創(chuàng)建圓——Circle　3.6  在曲面上創(chuàng)建曲線——Curves from Surfaces　3.7  抽取中性面——MidSurface第4章  有限元及有限元求解器——Nastran　4.1  有限元概要　4.2  Nastran的模型文件及數(shù)據(jù)卡片　4.3  Femap與Nastran　4.4  分析求解控制及Femap的分析集　　4.4.1  分析求解管理器　　4.4.2  啟動和使用分析求解管理器　　4.4.3  系統(tǒng)命令及文件管理　　4.4.4  求解控制及求解類型　　4.4.5  Nastran的系統(tǒng)命令參數(shù)　　4.4.6  求解診斷　4.5  BULK數(shù)據(jù)選項　4.6  模型檢查　4.7  分析工況及輸出請求　4.8  分析實例——懸臂梁的非線性大變形分析　　4.8.1  模型概要　　4.8.2  創(chuàng)建材料　　4.8.3  創(chuàng)建梁單元的斷面屬性　　4.8.4  創(chuàng)建幾何模型及劃分網格　　4.8.5  設定約束及載荷條件　　4.8.6  設定分析集　　4.8.7  分析結果后處理概要第5章  Nastran的單元　……第6章  材料屬性第7章  創(chuàng)建網格第8章  靜態(tài)分析第9章  模型的表示及后處理第10章  模態(tài)分析第11章  振動響應分析第12章  附記附錄A  Femap單元與各種求解器的對應關系附錄B  Femap當前（V10.01）對應的CAD軟件版本

章節(jié)摘錄

　　有限元法分析固體結構在受外力、熱等作用下的變形，應力以及對外力的響應等，稱為計算固體力學。本節(jié)簡要介紹有限元方法。如果已有有限元知識的讀者可以跳過此節(jié)。　　固體作為物質的基本形態(tài)之一，無論是自然物體或是人工建造物體，在生活中隨處可見。例如，建筑設施、運輸工具、日常用具、生產設備等。為更加方便生活，工程師們在努力創(chuàng)建各種設備、設施及用具。與液體及氣體不同，具有一定的形狀，承受外力后產生一定的變形。計算固體力學以數(shù)字模擬的方式或結合試驗數(shù)據(jù)來研究和檢查具有固體結構的設備或設施的力學性能，如應力、應變、變形、屈曲、固有頻率、振動及動態(tài)響應。　　固體力學認為物體受力作用時，產生變形、應力及應變。力、變形、應力及應變可以看作是物體上的坐標位置及時間的函數(shù)。從物體中切取微小實體，可以導出物體的受力平衡微分方程式?；蛘甙刺摴υ恚ㄒ卜Q假想位移原理）計算物體內部應力應變及表面力和體積力的能量，導出物體的受力平衡微分方程式，如表4．1所示。加上約束條件及受力條件，把問題歸結為以位移為未知數(shù)的2階偏微分方程的邊界值問題。同樣傳熱問題、熱膨脹問題等也歸結為2階偏微分方程的邊界值問題?！　?階偏微分方程的邊界值問題，如果結構有簡單的幾何形狀，可以利用差分法進行離散化而求解。為適應復雜幾何形狀及提高求解效率精度等問題，利用變分法（Variational Method）或加權余差函數(shù)法（Weighted residual method）把2階微分方程按分部積分變?yōu)榉e分方程而求取2階偏微分方程的弱形式的近似解，發(fā)展為有限元法。

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