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作者团队为西门子数字化工厂集团、杭州电子科技大学和杭州凯优科技有限责任公司的各位技术专家。
Femap 专用于有限元建模领域20 年,拥有性能卓越的CAD 输入和简化工具,以及高级梁建模、中面提取、六面体网格划分等功能。NX Nastran 是CAE 解算器技术事实上的标准,在航空、航天、汽车、造船等领域有着广泛的应用。
本书结合经典案例,详细介绍基于Femap & NX Nastran 的有限元建模及分析技术。全书共11 章,主要内容包括Femap with NX Nastran 基础、Femap 界面介绍、几何模型的生成与编辑、材料和属性、载荷与约束、分网技术、模型的显示与可视化、模型求解、后处理技术、中面技术和装配体建模技术。本书配套的DVD 光盘中提供了书中实例的模型文件和计算文件,借助它们,初学者能够快速理解并掌握有限元方法的相关原理和分析技术,从而灵活、高效地解决各类实际应用问题。
本书适合于有限元技术领域的初学者,也可作为各行业相关技术人员的参考用书。
第1章 Femap with NX Nastran基础 1
1.1 CAE技术 1
1.1.1 有限元技术 1
1.1.2 通用商品化FEM软件 2
1.2 Femap with NX Nastran 2
1.3 NX Nastran 3
1.3.1 NX Nastran的由来 3
1.3.2 NX Nastran的特点 3
1.4 Femap 4
1.4.1 Femap特点简介 4
1.4.2 基于Femap的有限元模型分析流程 5
1.4.3 Femap单位 9
1.5 案例演练 9
第2章 Femap界面简介 21
2.1 主窗口 21
2.2 图形窗口 22
2.3 窗格 26
2.4 工具栏 31
2.5 选择工具 31
2.6 状态栏和托盘 33
2.7 快捷键 33
2.8 帮助 34
2.9 案例演练 34
第3章 几何模型的生成与编辑 38
3.1 Femap中的ParaSolid 38
3.1.1 ParaSolid概述 38
3.1.2 模型导入变换系数 38
3.2 几何体导入与清理 39
3.2.1 几何体导入 39
3.2.2 几何体清理 40
3.3 几何体生成与修改 41
3.3.1 工作平面 41
3.3.2 线框模型 42
3.3.3 线框模型修改 43
3.3.4 曲面 43
3.3.5 来自曲面的曲线 44
3.3.6 中面模型 45
3.3.7 实体模型 45
3.3.8 通用几何体编辑命令 45
3.4 案例演练 46
3.4.1 修复几何体 46
3.4.2 创建几何实体 50
第4章 材料和属性 64
4.1 Femap支持的材料模型 64
4.2 材料模型的建立和编辑 66
4.3 单元类型 68
4.4 属性的建立和编辑 69
4.4.1 建立属性 69
4.4.2 编辑属性 69
4.4.3 梁属性 69
4.5 更新单元 70
4.6 案例演练 72
4.6.1 桁架结构分析 72
4.6.2 板、梁复合模型分析 82
第5章 载荷与约束 91
5.1 约束与约束集 91
5.1.1 约束 91
5.1.2 约束集和约束的定义与编辑 93
5.2 载荷集和载荷定义与编辑 95
5.3 结构载荷 96
5.3.1 体载荷 97
5.3.2 轴承力 97
5.3.3 扭矩 98
5.4 高级载荷 99
5.5 案例演练 101
第6章 分网技术 115
6.1 分网流程 115
6.2 几何体清理 117
6.3 网格控制 118
6.3.1 网格大小控制 118
6.3.2 定制网格密度 123
6.3.3 几何体属性定义 125
6.3.4 曲面上的映射网格 125
6.4 几何体分网 125
6.4.1 曲面自动分网 126
6.4.2 实体自动分网 127
6.5 六面体分网 128
6.6 手动网格修正工具 128
6.7 分网工具箱 129
6.7.1 窗格工具 130
6.7.2 实体定位器 130
6.7.3 特征抑制 131
6.7.4 特征移除 131
6.7.5 特征编辑 132
6.7.6 几何体编辑 132
6.7.7 组合的/复合曲线 133
6.7.8 组合的/边界曲面 133
6.7.9 设置网格大小 134
6.7.10 网格曲面 134
6.7.11 网格定位 135
6.7.12 网格品质 136
6.8 案例演练 136
6.8.1 六面体网格划分 136
6.8.2 利用网格划分工具箱提高模型网格质量 142
第7章 模型显示与可视化 153
7.1 模型数据的显示和隐藏 153
7.2 模型数据的云图显示 154
7.3 视图选项 155
7.4 层组技术 156
7.4.1 层 156
7.4.2 组 157
第8章 模型求解 159
8.1 分析集管理器 159
8.2 NX Nastran支持的分析类型 161
8.3 分析过程设置 161
第9章 后处理技术 163
9.1 后处理工具箱 163
9.2 变形 164
9.2.1 通用设置选项 165
9.2.2 特定设置选项 166
9.3 云图 169
9.3.1 云图样式 169
9.3.2 云图数据变换 173
9.3.3 梁横截面云图 174
9.4 自由体 175
9.5 图表 178
9.5.1 图表的设置 178
9.5.2 数据的定义与管理 179
9.5.3 图表快捷工具 181
9.6 “后处理”工具栏 181
9.7 案例演练 182
9.7.1 变形和云图 182
9.7.2 图表 186
9.7.3 自由体和界面载荷 192
第10章 中面技术 199
10.1 建立中面模型流程 199
10.2 中面生成命令 200
10.3 中面编辑命令 201
10.4 非歧义添加 201
10.5 案例演练 202
第11章 装配体建模 210
11.1 Femap中的连接方式 210
11.1.1 重合节点 210
11.1.2 刚性单元连接 212
11.1.3 焊接单元 213
11.2 网格连接命令 214
11.3 连接 215
11.3.1 连接属性 216
11.3.2 自动建立连接 218
11.3.3 手动建立连接 219
11.4 螺栓连接 220
11.5 案例演练 221
前言
Femap with NX Nastran简介
Femap with NX Nastran是Siemens PLM Software推出的高级有限元技术解决方案。该方案包括前后处理器Femap和解算器NX Nastran。
Femap具有20年专注于有限元建模领域的工程经验,而NX Nastran是CAE解算器技术事实上的标准,是全球航空、航天、汽车、造船等行业绝大部分客户认可的解算器。因此,Femap与NX Nastran的结合为用户提供了一个强大且可承受的解决方案。
该解决方案独立于CAD系统,但可以读取所有主流CAD系统的数据,其强大的功能涵盖线性分析、模态分析、失稳分析、热传递分析、非线性分析、动力学分析、优化、流体分析等领域,能够满足各层次有限元分析的要求。
如今,在全球各个行业中,有超过10000家企业正在应用Femapwith NX Nastran。
本书特点
本书针对有限元技术初学者,介绍了最新的Femap with NX Nastran 11.2版本中结构仿真中的各项功能。与其它书籍相比,本书具有如下优点:
(1)学练结合,以练代学
本书采用有限元知识讲解和计算实例相结合的方式,介绍有限元技术。
读者可先通过关键技术的学习,系统了解有限元仿真技术;然后通过经典案例的练习,加深对建模技术的进一步理解。通过以练代学,达到快速掌握有限元技术的目的。
(2)案例典型,便于融会贯通
本书的计算实例涵盖了结构静力学仿真建模的关键要点,设计的算例经典而不复杂,对应的关键知识点清晰明确,便于初学者学习和融会贯通,初学者通过完成相关实例,可快速掌握仿真关键建模技术和软件相关操作方法。
(3)免费赠送辅助学习光盘
为了让读者学习方便,本书配以光盘,内含书中算例模型文件和计算文件,让读者可以从中直接读取相关模型,顺利完成算例练习。此外,光盘中的视频录制了书中相关算例的操作过程,方便读者形象地了解案例的具体操作过程。
本书内容
本书内容包含了典型有限元模型分析的全部要素,如几何模型、材料和属性、边界和载荷、网格、解算器、后处理等。
本书共分为11章,具体内容包括Femap with NX Nastran基础、Femap界面介绍、几何模型的生成与编辑、材料和属性、载荷与约束、分网技术、模型的显示与可视化、模型求解、后处理技术、中面技术和装配建模技术。
学习建议
学习有限元技术是为了掌握有限元仿真建模的原理,而掌握原理的初步体现就是经典算例的正确建模与求解。因此,初学者可以在通读相关理论部分的前提下,以案例的练习为突破口,掌握有限元仿真技术。
在能够独立完成相关案例的基础上,读者可以进一步思考有限元建模技术的原理,从而实现不拘束于特定软件平台的目标。
致谢
感谢西门子数字化工厂集团、杭州电子科技大学和杭州凯优科技有限责任公司各位专家的大力支持。
本书内容较为丰富,结构较为合理,体现了Femap with NX Nastran软件的建模思想和仿真技术。但是由于编写时间较为仓促,书中难免会有疏漏和不足之处,恳请广大读者提出宝贵意见。
编者
2016年6月
前言
Femap with NX Nastran简介
Femap with NX Nastran是Siemens PLM Software推出的高级有限元技术解决方案。该方案包括前后处理器Femap和解算器NX Nastran。
Femap具有20年专注于有限元建模领域的工程经验,而NX Nastran是CAE解算器技术事实上的标准,是全球航空、航天、汽车、造船等行业绝大部分客户认可的解算器。因此,Femap与NX Nastran的结合为用户提供了一个强大且可承受的解决方案。
该解决方案独立于CAD系统,但可以读取所有主流CAD系统的数据,其强大的功能涵盖线性分析、模态分析、失稳分析、热传递分析、非线性分析、动力学分析、优化、流体分析等领域,能够满足各层次有限元分析的要求。
如今,在全球各个行业中,有超过10000家企业正在应用Femapwith NX Nastran。
本书特点
本书针对有限元技术初学者,介绍了最新的Femap with NX Nastran 11.2版本中结构仿真中的各项功能。与其它书籍相比,本书具有如下优点:
(1)学练结合,以练代学
本书采用有限元知识讲解和计算实例相结合的方式,介绍有限元技术。
读者可先通过关键技术的学习,系统了解有限元仿真技术;然后通过经典案例的练习,加深对建模技术的进一步理解。通过以练代学,达到快速掌握有限元技术的目的。
(2)案例典型,便于融会贯通
本书的计算实例涵盖了结构静力学仿真建模的关键要点,设计的算例经典而不复杂,对应的关键知识点清晰明确,便于初学者学习和融会贯通,初学者通过完成相关实例,可快速掌握仿真关键建模技术和软件相关操作方法。
(3)免费赠送辅助学习光盘
为了让读者学习方便,本书配以光盘,内含书中算例模型文件和计算文件,让读者可以从中直接读取相关模型,顺利完成算例练习。此外,光盘中的视频录制了书中相关算例的操作过程,方便读者形象地了解案例的具体操作过程。
本书内容
本书内容包含了典型有限元模型分析的全部要素,如几何模型、材料和属性、边界和载荷、网格、解算器、后处理等。
本书共分为11章,具体内容包括Femap with NX Nastran基础、Femap界面介绍、几何模型的生成与编辑、材料和属性、载荷与约束、分网技术、模型的显示与可视化、模型求解、后处理技术、中面技术和装配建模技术。
学习建议
学习有限元技术是为了掌握有限元仿真建模的原理,而掌握原理的初步体现就是经典算例的正确建模与求解。因此,初学者可以在通读相关理论部分的前提下,以案例的练习为突破口,掌握有限元仿真技术。
在能够独立完成相关案例的基础上,读者可以进一步思考有限元建模技术的原理,从而实现不拘束特定软件平台的目标。
致谢
感谢西门子数字化工厂集团、杭州电子科技大学和杭州凯优科技有限责任公司各位专家的大力支持。
本书内容较为丰富,结构较为合理,体现了Femap with NX Nastran软件的建模思想和仿真技术。但是由于编写时间较为仓促,书中难免会有疏漏和不足之处,恳请广大读者提出宝贵意见。
编者
2016年6月
作为一名有一定工程背景,但对数值仿真软件涉猎不深的技术人员,我总是在思考如何更有效地利用现有的设计工具来优化我的工作流程。Femap和NX Nastran在我眼中一直是比较高端和专业的软件,它们强大的功能固然吸引人,但同时其复杂的界面和专业术语也构成了一道不小的门槛。正是抱着这样的顾虑,我留意到了这本《基于Femap & NX Nastran的有限元分析实例教程》。它明确指出“实例教程”,这对于我来说,意味着不再是枯燥的理论堆砌,而是能够看到实实在在的工程问题是如何被拆解、建模,然后通过软件一步步解决的。我尤其看重教程中可能包含的案例类型,例如在我的工作中经常遇到的结构强度、刚度分析,甚至是更复杂的模态分析或热应力分析。如果教程能够涵盖这些贴近实际工程需求的例子,那么它将极大地缩短我学习曲线,让我能够快速上手,并在日常工作中找到应用的切入点。光盘的附加价值在于,我可以对照着书本上的步骤,在自己的电脑上进行复现和练习,这种“边学边做”的学习模式,其效果远胜于单纯的阅读。我相信这本书能够成为我提升专业技能的得力助手,帮助我将理论知识转化为解决实际问题的能力。
评分我对机械设计和力学分析领域的热情由来已久,尤其是在参与一些项目时,常常会遇到需要进行精细化结构仿真分析的情况。以往的经验大多是依赖外部专业的仿真团队,但总觉得未能完全掌握核心技术,理解不够深入。因此,我一直在寻找一本能够系统性介绍如何使用业界主流仿真软件进行实际分析的教材。《基于Femap & Nastran的有限元分析实例教程(附光盘)》这本书,从书名上就传递出一种“实操性”和“可复制性”的信号。我期待这本书能够不仅仅停留在软件功能的介绍,而是能深入到每一个案例背后的物理模型是如何构建的,关键的分析参数是如何选择的,以及最终的仿真结果是如何被解读和验证的。一个好的实例教程,应该能够让读者在跟随操作的过程中,潜移默化地理解有限元分析的内在逻辑,而不是仅仅成为一个机械的“点击者”。光盘的配套,对我来说至关重要,这意味着我能够获得第一手的模型文件,无论是用来对照学习,还是在此基础上进行二次开发和探索,都将大大提升我的学习效率和成果。我希望这本书能够成为我独立完成复杂结构分析的敲门砖,让我更有信心应对未来的工程挑战。
评分我一直对结构分析领域非常感兴趣,尤其是如何将理论知识转化为实际应用。在翻阅了市面上不少相关的书籍后,我偶然发现了这本《基于Femap & NX Nastran的有限元分析实例教程(附光盘)》。虽然我尚未深入阅读,但从其书名和大致的介绍来看,它似乎正是我所期盼的那种能够填补理论与实践之间鸿沟的教材。通常,我们在学校学习到的有限元理论可能显得有些枯燥和抽象,而实际操作中遇到的各种软件界面和参数设置又常常令人望而却步。这本教程的“实例教程”定位,让我看到了它能够提供大量真实世界问题的建模、求解和结果后处理的全过程演示,这对于我这样的初学者来说,无疑是极大的福音。能够跟着具体的案例一步步学习,我坚信能够更快地掌握Femap和NX Nastran这两个强大工具的使用技巧,理解它们在实际工程分析中的应用逻辑。附带的光盘更是锦上添花,这意味着我可以同步获取教程中的模型文件和数据,这对于动手实践、加深理解至关重要,也省去了自己从零开始搭建模型的麻烦,让我能够更专注于分析方法和结果解读。我非常期待这本书能带领我进入一个全新的工程分析世界,开启我的实践学习之旅。
评分对于我这样一个希望将有限元分析技能提升到新高度的人来说,寻找一本真正有价值的学习资料是相当重要的。之前我接触过一些有限元相关的书籍,但往往要么过于理论化,要么软件操作讲解不够细致,无法真正解决我实践中遇到的问题。偶然间注意到《基于Femap & NX Nastran的有限元分析实例教程(附光盘)》这本书,其明确的“实例教程”定位立刻吸引了我。我最看重的是它能否提供一系列贴近实际工程需求的案例,能够演示如何一步步地使用Femap和NX Nastran来解决这些问题。从模型的创建、网格的划分,到载荷的施加、求解器的选择,再到最终的分析结果的解读,我希望这本书能够提供详尽的操作步骤和关键的注意事项。光盘的附赠,对于我来说更是极大的便利,我可以直接下载案例文件,进行同步练习,甚至在此基础上进行修改和探索,这无疑会大大加快我的学习进程,并且能够更有效地巩固所学知识。我期待这本书能够真正成为我手中的实用工具,帮助我熟练掌握Femap和NX Nastran,并将其应用于我今后的工程分析工作中。
评分在现代工程设计中,有限元分析已经成为不可或缺的一环,它能够帮助我们预测产品在各种载荷下的行为,从而优化设计、降低风险。然而,市面上的很多关于有限元分析的书籍,要么过于偏重理论,要么对软件的介绍不够深入。这让我一直在寻找一本既能讲解清晰理论,又能提供实际操作指导的优秀教程。当看到《基于Femap & NX Nastran的有限元分析实例教程(附光盘)》这本书时,我眼前一亮。Femap和NX Nastran作为行业内的标杆性软件,它们的学习门槛并不低,而一本以“实例教程”为导向的书籍,恰恰能够弥补这一不足。我非常期待它能通过一系列精心挑选的工程案例,带领读者一步步掌握从模型的前处理、网格的生成,到求解器的设置、载荷边界条件的施加,再到结果的后处理和评估的全过程。特别是光盘的附带,这对我来说意义重大,它意味着我能够直接获取教程中的示例数据和模型,省去了大量手动建模的时间,可以将更多的精力集中在理解分析思路和方法上。我希望能通过这本书,真正学会如何利用Femap和NX Nastran来解决实际工程问题,提升我的设计和分析能力。
评分感觉这内容还是太少了
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